4.5 Loven om bevaring av mekanisk energi
Intro
Når bare konservative krefter (som tyngde) gjør arbeid, bevares mekanisk energi: det som tapes i E_k, vinnes i E_p — eller omvendt.
Regel
- Uten friksjon: E_mek,start = E_mek,slutt
- E_k,start + E_p,start = E_k,slutt + E_p,slutt
- Friksjon og luftmotstand reduserer E_mek
- Energi kan gå til varme — da bevares ikke E_mek
Eksempel
Kule 0,50 kg slippes fra h = 4,0 m. g = 9,81. Finn fart ved bakken (E_k = 0 i start, E_p = 0 ved bakken).
- E_mek,start = mgh = 0,50 · 9,81 · 4,0 ≈ 19,6 J
- E_mek,slutt = ½mv²
- ½mv² = mgh
- v = √(2gh) = √(2 · 9,81 · 4,0) ≈ 8,9 m/s
Svar: 8,9 m/s
Forstå
En ball som faller: E_p går ned, E_k går opp, summen er konstant. Med friksjon blir noe E_mek til varme — da må du bruke W = ΔE_mek inkludert tap.
Vanlig feil
Å anta bevaring når friksjon er nevnt, eller å glemme E_p i start/slutt.
Øv selv
Lett: Når bevares E_mek?
Minioppsummering
- E_mek bevares uten friksjon.
- E_k og E_p byttes om.
- ½mv² + mgh = konstant.
- Friksjon → tap til varme.
E (J) mot h (m)
Regel
E_mek = E_k + E_p.
Kjerneidé
Ved bunn: mye E_k, lite E_p.
Vanlig feil
Å glemme at E_p avhenger av referansenivå.