Temat: Energia kinetyczna.
Cele lekcji: Dowiesz się od czego zależy energia kinetyczna i jak ja obliczyć. Nauczysz się obliczać różne wielkości fizyczne wykorzystując zasadę zachowania energii mechanicznej.
1. Dokonaj analizy ruchu wózka na który, za pośrednictwem nitki przerzuconej przez blok, działa ciężar stalowego ciężarka. Na drodze ruchu wózka umieszczono klocek.
Poruszający się wózek przesuwa klocek wykonując pracę przeciwko sile tarcia.
Wniosek: Poruszające się ciało ma zdolność do wykonania pracy. Mówimy, że posiada energię kinetyczną.
Na wózek działa stała niezrównoważona siła, zgodnie z II zasadą dynamiki porusza się on więc ruchem jednostajnie przyśpieszonym.
Praca wykonana przez siłę grawitacji rozpędzającą wózek równa jest energii kinetycznej układu w chwili zderzenia z klockiem.
Ek = W gdzie: Ek - Energia kinetyczna ,
W - Praca wykonana przez siłę rozpędzającą wózek W ruchu jednostajnie przyśpieszonym
Ek - Energia kinetyczna (J) m – masa (kg) υ – prędkość (m/s)
2. Zasada zachowania energii mechanicznej.
Podczas 1 fazy ruchu wahadła energia potencjalna zamienia się w energię Kinetyczną.
Podczas 2 fazy ruchu wahadła energia kinetyczna zamienia się w energię potencjalną
Podczas ruchu wahadła (z pominięciem oporów ruchu) suma energii kinetycznej
i potencjalnej jest stała
s= 1 2 at
2a= F
m → F=ma
υ=atW= 1 2 m⋅υ
2W= 1
2 m⋅a
2t
2 W=F⋅sW=m⋅a⋅ 1
2 at
2E
k= 1
2 m⋅υ
2Zasada zachowania energii mechanicznej
W UKŁADZIE IZOLOWAHYM I GDY, NIE WYSTĘPUJĄ OPORY RUCHU SUMA ENERGII KINETYCZNEJ I POTENCJALNEJ JEST STAŁA.
E = Ep +Ek = constans
E – energia mechaniczna, Ep – energia potencjalna , Ek – energia kinetyczna
Przykład
Oblicz na jaką wysokość wzniesie się strzała z łuku wystrzelona pionowo w górę z prędkością υo = 30 m/s. Dane: υo = 30 m/s ; g = 10 m/s2 Szukane: h = ?
Rozwiązanie:
Ep = Ek
Odp. Strzała wzniesie się na wysokość 45 m.
3. Przemiany energii mechanicznej podczas strzału z łuku w górę.
- Podczas napinania łuku Praca mechaniczna zamienia się w energię potencjalną sprężystości.
- Po zwolnieniu cięciwy energia potencjalna sprężystości zamienia się w energię kinetyczną.
- Podczas wznoszenia strzały energia kinetyczna zmienia się w energię potencjalna grawitacji.
- Podczas opadania strzały energia potencjalna grawitacji zamienia się w energię kinetyczną.
- Podczas wbijania się strzały w ziemię energia kinetyczna zmienia się w pracę mechaniczną , energię wewnętrzną i energię akustyczną.
Rozwiąż zadania: 1 – 7 str. 217 - 218
