Механічна енергія
Механічна енергія – це сума потенційної енергії та кінетичної енергії
Закон збереження енергії говорить: енергія не береться з нізвідки і не зникає безвісти, вона перетворюється з одного виду в інший.
Якщо робота сили при переміщенні об’єкта визначається лише початковою та кінцевою координатами тіла і не залежить від траєкторії переміщення, така сила називається консервативною. Сила тяжіння – консервативна сила. Сила тертя – неконсервативна сила, оскільки робота, яку вона виконує, залежить від траєкторії руху.
У будь-який момент часу тіло матиме механічну енергію:
E = U + K = mgh + 1/2(mV2)
Різниця механічних енергій тіла, заміряних у два різні моменти часу, складе:
- W = E2 – E1 – для неконсервативних сил;
- E2 = E1 – для консервативних сил
Для консервативних сил:
Це і є закон збереження механічної енергії.
Давайте визначимо ще раз з якою швидкістю спортсмен увійде у воду, стрибаючи з 10-метрової вежі, знаючи, тільки висоту вежі. Нагадуємо, що цю задачу ми вже вирішували двома різними способами, вивчаючи вектори, та потенційну енергію.
- V1 = 0 – початкова швидкість стрибуна;
- h2 = 0 – кінцева висота
Хоч як крути, а швидкість входження спортсмена у воду залишається 14 м/с.
Про Робін Гуда
Пам’ятаєте завдання про Робін Гуда і висотою його стрільби з лука? Визначимо максимальний підйом стріли, випущеної з лука з початковою швидкістю 50 м/с:
- V2 = 0 – швидкість стріли у верхній точці польоту;
- h1 = 0 – початкова висота стрільби
Результат збігся з попередніми розрахунками.