מקור: קטרון מיטשל-ווין, PhD, אסנטה קוריי, PhD, המחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה, בית הספר למדעי הפיזיקה, אוניברסיטת קליפורניה, אירווין, קליפורניה
ניסוי זה מדגים את עיקרון העבודה-אנרגיה. אנרגיה היא אחד המושגים החשובים ביותר במדע והיא לא פשוטה להגדרה. ניסוי זה יעסוק בשני סוגים שונים של אנרגיה: אנרגיה פוטנציאלית כבידתית ואנרגיה קינטית תרגומית. אנרגיה פוטנציאלית כבידתית מוגדרת כאנרגיה שיש לעצם בשל מיקומה בשדה כבידה. אובייקטים גבוהים מעל הקרקע אמורים להיות בעלי אנרגיה פוטנציאלית כבידתית גדולה. לעצם שנמצא בתנועה ממיקום אחד למשנהו יש אנרגיה קינטית תרגומית. ההיבט המכריע ביותר של האנרגיה הוא כי הסכום של כל סוגי האנרגיה נשמר. במילים אחרות, האנרגיה הכוללת של מערכת לפני ואחרי כל אירוע עשויה להיות מועברת לסוגים שונים של אנרגיה, באופן מלא או חלקי, אבל ה- energy הכולל יהיה זהה לפני ואחרי האירוע. מעבדה זו תדגים את השימור הזה.
אנרגיה יכולה להיות מוגדרת כ"יכולת לעשות עבודה", המקשרת אנרגיה מכנית עם עבודה. קליעים מעופפים שפוגעים בחפצים נייחים אכן פועלים על אותם חפצים נייחים, כגון כדור תותח הפוגע בקיר לבנים ושובר אותו לגזרים או פטיש המכניס מסמר לחתיכת עץ. בכל המקרים, יש כוח המופעל על גוף, אשר לאחר מכן עובר עקירה. לעצם בתנועה יש את היכולת לעשות עבודה, ולכן יש לו אנרגיה. במקרה זה, זוהי אנרגיה קינטית. בניסוי הזה, כוח המשיכה יעשה עבודה על דאונים.
העברת האנרגיה הפוטנציאלית של הכבידה לאנרגיה קינטית תרגומית תודגם בניסוי זה על ידי הזזת דאון במורד מסלולי אוויר בזוויות שונות(כלומר, גבהים), החל ממנוחה. האנרגיה הפוטנציאלית של עצם היא פרופורציונלית ישירות לגובהו. העבודה נטו שנעשתה על אובייקט שווה לשינוי באנרגיה הקינטית שלו; כאן, הדאון יתחיל ממנוחה ואז ירוויח אנרגיה קינטית. שינוי זה באנרגיה הקינטית יהיה שווה לעבודה שנעשתה על ידי כוח המשיכה וישתנה בהתאם לגובה ההתחלתי של הדאון. עיקרון העבודה-אנרגיית יאומת על ידי מדידת הגובה ההתחלתי והמהירות הסופית של הדאון.
ערכים מחושבים לדוגמה של האנרגיה הפוטנציאלית ההתחלתית בגבהים שונים מפורטים בעמודת PE של טבלה 1, הנמצאת באמצעות משוואה 7. המהירויות הסופיות שנמדדו מהניסוי נמצאות גם הן בטבלה. האנרגיה הקינטית התרגומית מחושבת באמצעות ערכים נמדדים אלה של המהירות הסופית...
יישומים של עיקרון העבודה-אנרגיה נמצאים בכל מקום. רכבות הרים הן דוגמה טובה להעברת האנרגיה הזו. הם מושכים אותך לגובה רב ומורידים אותך בשיפוע תלול. כל האנרגיה הפוטנציאלית שאתה מרוויח בחלק העליון של השיפוע מומרת לאחר מכן לאנרגיה קינטית למשך שארית הנסיעה. תחתיות הם גם מסיביים, מה שמוסיף לאנרגי?...
Skip to...
Videos from this collection:
Now Playing
Physics I
49.7K Views
Physics I
75.7K Views
Physics I
79.0K Views
Physics I
182.2K Views
Physics I
72.5K Views
Physics I
190.6K Views
Physics I
43.2K Views
Physics I
52.8K Views
Physics I
61.3K Views
Physics I
37.3K Views
Physics I
24.3K Views
Physics I
43.5K Views
Physics I
36.1K Views
Physics I
60.3K Views
Physics I
17.6K Views
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved