Zasada zachowania energii
Gdy ciało się porusza, jego energia może przepływać tam i z powrotem między ruchem (energią kinetyczną) a położeniem (energią potencjalną), ale całkowita energia mechaniczna pozostaje ta sama, dopóki tarcie i opór powietrza jej nie kradną. Spadające ciało wymienia wysokość na prędkość, a wznoszące prędkość na wysokość — suma nigdy się nie zmienia.
E = ½ · m · v² + m · g · h
- E — energia mechaniczna całkowita (J): łączna energia ruchu i położenia, stała bez tarcia
- m — masa (kg): ile materii ma ciało
- v — prędkość (m/s): jak szybko ciało porusza się w tej chwili
- g — przyspieszenie grawitacyjne (m/s²): siła przyciągania grawitacji, około 9.8 m/s² przy powierzchni Ziemi
- h — wysokość (m): jak wysoko nad poziomem odniesienia leży ciało
Kula o masie 2 kg przebiega przez swoją trajektorię na wysokości 5 m nad ziemią, poruszając się z 4 m/s. Używając g = 9.8 metra na sekundę do kwadratu, ile wynosi jej całkowita energia mechaniczna?
- m = 2 kg
- v = 4 m/s
- h = 5 m
- E = ½ · m · v² + m · g · h
- E = ½ · 2 kg · (4 m/s)² + 2 kg · 9.8 m/s² · 5 m
E = 114 J