14.5.

tehtävien palautus

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

mekaaninen energia eli potentiaali- ja liike-energian muuttuminen toisikseen

- kirjasta kpl 22, sivu s.150-152
- Hessu kiipeä uimahallissa rohkeasti 5,0 m hyppypaikalle. Silloinhan raavas Hessu, jonka massa on kunnioitettavat 75kg, tekee itse kiipeämistyön. Kiipeämistyö varastoituu Hessulle potentiaalienergiaksi. Tehdyn kiipeämistyön suuruus laskettiin

W = G x h = paino x korkeus = 750 N x 5 m =3 750 J.

Silloin siis Hessulla on potentiaalienergiaa saman verran eli Epot = 3 750 J.

Hessu loikkaa sulavasti kohti alhana häämöttävää vedenpintaa. Mitä tapahtuu potentiaalienergialle ja liike-energialle hypyn aikana? Potentiaalienergia pienenee ja vastaavasti samalla liike-energia alkaa kasvaa. Yhteensä nämä ovat koko hypyn ajan saman verran eli tuon 3 750 J. Puolivälissä hyppyä potentiaali- ja liike-energia ovat yhtä suuria eli 3 750J:2 = 1875 J. Kun Hessu sitten tekee komean loiskahduksen vedenpinnassa, potentiaalienergia on nolla ja liike-energia on silloin 3750 J. 

Tässä ehkä Hessun mallisuoritus, katsopas tämä. :) Joku on tämän varmasti nähnyt ennenkin.

https://www.youtube.com/watch?v=gZujYUcY5xc

Hessun hyppy ja energiat omana piirroksena alla.


Sama homma on heilurilla, jota muistuttaa pihakeinu. Kun Hessulle työnnetään kerralla kunnolla vauhtia, niin missäs kohtaa Hessun nopeus on suurimmillaan? No siellä keinun alimmassa kohdassa eli siellä liike-energia on suurimmillaan ja potentiaalienergia on silloin pienimmillään eli pyöreät nolla (jos nollataso on valittu keinun alimpaan kohtaan).

Sitten nopeus alkaa laskea ja liike-energia laskee, kunnes liike toppaa hetkellisesti ääripäässä ja liike-energia on nolla. Samalla potentiaalienergia on kasvanut koko ajan ja on ääripäässä maksimissaan.

Hessu ollessaan keinumassa ei voi jäädä ääripäähän paikalleen, vaan hän lähtee takaisinpäin. Tuolloin liike-energia kasvaa ja potentiaalienergia pienenee, kunnes ollaan taas keinun alimmassa kohdassa ja liike-energia on suurimmillaan ja potentiaalienergia on nolla.

Eikä Hessu voi yhtäkkiä pysähtyä alimpaan kohtaan vaan jatkaa matkaa taaksepäin. Liike-energia pienenee, koska vauhti hiljenee ja potentiaalienergia kasvaa koska Hessu nousee ylöspäin. Kohta Hessu taas toppaa ääripäähän hetkellisesti, jossa liike-energia on nolla on potentiaalienergia on maksimissaan.

Hessun keinunta ja energiat omana piirroksena alla.

Katso alta oheinen vähän erikoisempi heiluri ála Viki ja Köpi sekä lyhyt video miten tämä koejärjestely tehtiin:
- linkki Viki, Köpi & Henkka - tieteen armoilla jaksoon "Ihmismurskain"

https://areena.yle.fi/1-4435230

- linkki, jossa taustoitetaan miten edellinen koe tehtiin

https://areena.yle.fi/1-50006287

- omat hommat: 
  • s.153 t.240
  • Miksi tuossa ylempänä Hessun keinu kuitenkin pysähtyy eikä se jatka ikuisesti keinuntaansa?
  • vastaa alla oleviin kysymyksiin:

  • Viki ja Köpi- videosta:
    • Miksi keilapallo osui kahvimukiin?
    • Kuinka lähellä keilapallo kävi Vikin leukaa?
    • Kun keilapallo on 20 cm päässä Vikin leuasta, kuinka monta prosenttiä keilalla on liike-energiaansa jäljellä?
    • Kuinka lähellä wrecking ball eli Köpi kävi lähimmillään Vikiä?
    • Missä kohdassa Köpin liike-energia oli suurimmillaan?