Liike ja energia
Mekaaninen energia
- Muista! Työllä ja energialla on sama yksikkö (Joule)!
- työtä tekemällä voi varastoida energiaa
- varastoitua energiaa voidaan käyttää työn tekemiseen
Potentiaalienergia Ep
- eli asemaenergia
- Kappaleella on kyky (potentiaali, mahdollisuus) tehdä työtä asemansa ansiosta (painovoima!)
- Täytyy tehdä työtä, että kappale saadaan nostettua tiettyyn korkeuteen painovoimakentässä
- Potentiaalienergian kasvu on yhtä suuri kuin tehty nostotyö [[$$ E_p = Gh = mgh $$]]
- Potentiaalienergialle määritellään aina nollataso, johon energian muutosta verrataan
- esim. lattia, maanpinta, heilurin alin asema
Liike-energia Ek
- eli kineettinen energia
- Energia voi varastoitua myös liikkeeseen
- Liike-energian suuruus voidaan laskea [[$$ E_k=\frac{1}{2}mv^2 $$]]
- Huomaa!
- massan kaksinkertaistuminen kaksinkertaistaa liike-energian
- nopeuden kaksinkertaistuminen nelinkertaistaa liike-energian (nopeuden neliö!)
- (Miksi [[$ \frac{1}{2}mv^2 $]]? https://www.google.fi/search?q=deriving+kinetic+energy&tbm=vid )
Energian säilymislaki
- Energian säilymislaki
- Energia voi muuttua paikasta tai muodosta toiseen, muttei hävitä
- Energia voi muuttua paikasta tai muodosta toiseen, muttei hävitä
- Mekaanisen energian säilymislaki
- Potentiaali- ja liike-energioiden summa on (suljetussa systeemissä) vakio
- esim. heilurin energia vaihtelee liike- ja potentiaalienergian välillä
- ääripäissä liike-energia (nopeus!) on nolla, kaikki energia potentiaalienergiaa
- keskellä potentiaalienergia on nolla (nollataso!), kaikki energia liike-energiaa (nopeus suurimmillaan)
- Potentiaali- ja liike-energioiden summa on (suljetussa systeemissä) vakio
- Todellinen maailma
- Esim. heiluri pysähtyy hiljalleen, koska osa energiasta muuttuu kitkan takia lämmöksi
- Esim. heiluri pysähtyy hiljalleen, koska osa energiasta muuttuu kitkan takia lämmöksi
- Energiaskeittipuisto:
- valitse ensin "johdanto", klikkaa pylväsdiagrammi näkyviin (halutessasi myös nopeus)
- Laita skeittari rampille (heiluri!) ja seuraa liike- ja potentiaalienergian vaihtelua
- valitse sitten alhaalta "kitka" ja klikkaa taas pylväsdiagrammi näkyviin
- Miten energia vaihtelee tällä kerralla?
- lopuksi voit rakentaa haluamasi rampin klikkaamalla alhaalta "leikkikenttä"
- valitse ensin "johdanto", klikkaa pylväsdiagrammi näkyviin (halutessasi myös nopeus)
- Miksi skeittari pääsee rampissa lähtöpistettään korkeammalle? (fysiikkaa!)
How to Pump to Gain Extra Speed on a Skateboard (youtube)