Когда полная энергия сохраняется?

В идеализированной модели без трения, где работу совершает только консервативная сила тяжести, полная механическая энергия остаётся постоянной, а кинетическая и потенциальная энергии переходят друг в друга.

Закон сохранения энергии

Шар на трассе американских горок с индикаторами кинетической, потенциальной и полной энергии в реальном времени.

Графики

О модели

Модель в виде шарика или тележки на трассе: гравитационная потенциальная энергия преобразуется в кинетическую (с учётом возможного моделирования диссипации). Столбчатые диаграммы или показания демонстрируют, как изменяются кинетическая, потенциальная и полная механическая энергия.

Для кого: Вводный курс механики; связь диаграмм энергии с движением по траектории.

Ключевые понятия

кинетическая энергия
потенциальная энергия
механическая энергия
сохранение
работа–энергия

Как это работает

На безызносном треке работа силы тяжести преобразует потенциальную энергию mgh в кинетическую ½mv². При отсутствии неконсервативных сил полная энергия E = KE + PE постоянна во времени. Малый численный дрейф может возникать из-за дискретных шагов по времени.

Основные формулы

E = ½mv² + mgh(x)

Вдоль кривой: aₜ = −g sin φ, φ — угол наклона

Часто задаваемые вопросы

Когда полная энергия сохраняется?: В идеализированной модели без трения, где работу совершает только консервативная сила тяжести, полная механическая энергия остаётся постоянной, а кинетическая и потенциальная энергии переходят друг в друга.

Продолжите с близкими темами в этой категории — или все 85 в «Классическая механика».

Вся категория →

НовоеШкольные