Закон сохранения энергии
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
Графики
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
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.
Ещё из «Классическая механика»
Другие симуляторы в этой категории — или все 71.
Одномерное силовое поле
Предустановки U(x), F = −U′, шарик на потенциале, фазовая плоскость (x,v) и E(t).
Одномерные соударения
Упругие и неупругие соударения с отслеживанием импульса и энергии.
Двумерные соударения
Столкновения в стиле бильярдных шаров с регулируемыми углами.
Момент силы и равновесие
Балка на опоре. Размещайте грузы, чтобы сбалансировать или опрокинуть её.
Классы рычагов
1-й / 2-й / 3-й класс: плечи сил, момент τ относительно точки опоры, выигрыш в силе (МД) против момента силы и равновесие.
Блоки и полиспасты
n несущих ветвей, одинаковое натяжение верёвки T, идеальный выигрыш в силе (КПД) = n, F = T.