概念を理解する
* ポテンシャルエネルギー: 振り子が水平に保持されると、そのエネルギーはすべてポテンシャルエネルギーの形になります(その高さのため)。
* エネルギーの保存: 振り子が揺れると、ポテンシャルエネルギーは運動エネルギー(運動のエネルギー)に変換されます。総機械エネルギー(電位 +速度論)は一定のままです。
* 角度とポテンシャルエネルギー: 振り子のポテンシャルエネルギーは、その高さが最低点を超えて依存します。 この高さは、垂直方向の変化とともに角度として変化します。
計算
1。初期ポテンシャルエネルギー(水平位置):
*高さ(h)=振り子の長さ(l)=1 m
*ポテンシャルエネルギー(PE)=MGH =(0.1 kg) *(9.8 m/s²) *(1 m)=0.98ジュール
2。 0°でのポテンシャルエネルギー:
*高さ(h)=0(最低点での振り子)
*ポテンシャルエネルギー(PE)=0
3。 30°でのポテンシャルエネルギー:
*高さ(h)=l -l * cos(30°)=1 m -1 m * cos(30°)≈0.134m
*ポテンシャルエネルギー(PE)=MGH =(0.1 kg) *(9.8 m/s²) *(0.134 m)≈0.131ジュール
4。 0°:の運動エネルギー
*すべてのポテンシャルエネルギーは最低点で運動エネルギーに変換されるため、運動エネルギー(KE)=0.98ジュール
5。 30°の運動エネルギー:
*エネルギーの保全の使用:
* 30°でのKE =初期PE -30°でPE
* 30°≈0.98ジュールのke -0.131ジュール≈0.849ジュール
要約
* 0°:の運動エネルギー 0.98ジュール
* 30°の運動エネルギー: ≈0.849ジュール
重要なメモ:
*摩擦や空気抵抗によるエネルギー損失はないと想定しています。
*角度は垂直から測定されます。
*この計算では、エネルギーの保存と潜在的/運動エネルギー関係の基本原則を使用します。