4.4 Mekanisk energi og arbeid
Intro
Mekanisk energi er summen av kinetisk og potensiell energi. Når friksjon kan utelates, er arbeidet som gjøres på legemet lik endringen i mekanisk energi.
Regel
- E_mek = E_k + E_p
- ΔE_mek = E_mek,slutt − E_mek,start
- Uten friksjon: W = ΔE_mek
- Regn E_k og E_p i start og slutt
Eksempel
En sten (2,0 kg) faller fra ro fra h = 5,0 m. g = 9,81. Hva er E_k rett før den treffer bakken? (E_p = 0 ved bakken, start E_k = 0.)
- Start: E_k = 0, E_p = mgh = 2,0 · 9,81 · 5,0 ≈ 98 J
- E_mek,start ≈ 98 J
- Ved bakken: E_p = 0, uten friksjon E_mek,slutt = E_mek,start
- E_k,slutt ≈ 98 J
Svar: 98 J
Forstå
Skyver du en slede opp et skråplan, øker E_p og kan redusere E_k — arbeidet ditt går inn i ΔE_mek. Friksjon tar energi ut av mekanisk system og gir varme.
Vanlig feil
Å bruke bare E_k eller bare E_p, eller å glemme at W = ΔE_mek bare gjelder uten friksjon.
Øv selv
Lett: Hva er mekanisk energi?
Minioppsummering
- E_mek = E_k + E_p.
- ΔE_mek = slutt − start.
- W = ΔE_mek uten friksjon.
- Ta med begge energiformer.
E_mek = E_k + E_p
Regel
E_mek = E_k + E_p.
Kjerneidé
Begge deler av mekanisk energi.
Vanlig feil
Å blande termisk energi inn i E_mek uten friksjon.