Vademecum matura - fizyka

Energia kinetyczna i potencjalna ciał w jednorodnym polu grawitacyjnym 127 Całkowita praca jest zatem równa W nW l a mga mgl 2 0 2 1 2 2 1 2 = = − = − . (6) Porównując (3) z (6) stwierdzimy, że W 1 < W 2 , jeżeli tylko f < − ≈ 2 1 2 0 207 , . ENERGIA KINETYCZNA I POTENCJALNA CIAŁ W JEDNORODNYM POLU GRAWITACYJNYM Ciało, które jest w stanie wykonać pracę, posiada energię. Np. poruszający się poziomo kamień może wykonać pracę polegającą na rozbiciu szyby. Zatem posiada energię, w tym przypadku energię kinetyczną. Ten sam kamień puszczony swobodnie z dachu posiada ener- gię potencjalną, dzięki której jest w stanie wykonać pracę polegającą na wgnieceniu dachu samochodu, na który spadł, ale przecież też się poruszał – czyli posiadał energię kinetycz- ną. Skąd ona pochodzi? Z zamiany energii potencjalnej na kinetyczną (zasada zachowania energii). Energia potencjalna Energię potencjalną grawitacji posiada ciało znajdujące się na pewnej wysokości względem przyjętego poziomu odniesienia. Jeśli ciało znajduje się na poziomie odniesienia, nie ma energii potencjalnej. Lampa wisząca u sufitu ma inną energię potencjalną względem stołu, a inną względem podłogi. Obliczając energię potencjalną, korzystamy z definicji energii. Niech najpierw ciało będzie na poziomie odniesienia. Aby mu ją nadać, należy je podnieść na wysokość h . Ciało uzyska energię równą wykonanej pracy. Podnosząc ciało, działamy na nie siłą równoważącą jego cię- żar, F = mg , wykonujemy pracę W = Fs cos0° = E p = mgh . Energia kinetyczna Energię kinetyczną posiada ciało, które jest w ruchu. Obliczając energię kinetyczną, jak to robiliśmy, licząc energię potencjalną, rozpatrzmy ciało, które najpierw jej nie posiada – czyli jest w spoczynku. Aby ciału nadać energię, należy je rozpędzić do prędkości v. Rozpę- dzając, wykonuje się nad ciałem pracę równą uzyskanej przez nie energii kinetycznej.  F  F  v v 0 = 0 s BYŁO NA MATURZE 2018 BYŁO NA MATURZE 2020