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

  • 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)

  • Todellinen maailma
    • 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"