Science >> Wetenschap >  >> Energie

Wat gebeurt er met de totale energie van slinger terwijl het zwaait, bepaalt maximale slinger?

Laten we afbreken wat er gebeurt met de energie van een slinger terwijl deze zwaait en hoe het zich verhoudt tot zijn maximale verplaatsing (amplitude):

Energietransformaties in een slinger

* potentiële energie: Op de hoogste punten van zijn swing (maximale verplaatsing) heeft de slinger maximale potentiële energie (PE). Dit wordt opgeslagen energie vanwege zijn positie ten opzichte van het laagste punt (evenwicht).

* Kinetische energie: Op het laagste punt van zijn swing heeft de slinger maximale kinetische energie (KE). Dit is de energie van beweging.

* Behoud van mechanische energie: In een ideale slinger (geen wrijving of luchtweerstand) blijft de totale mechanische energie (TE =PE + KE) constant gedurende de schommel.

Hoe energie zich verhoudt tot amplitude:

* Maximale amplitude: Hoe hoger de slinger (grotere amplitude), hoe meer potentiële energie het op zijn hoogtepunt wint. Deze hogere potentiële energie vertaalt zich in grotere kinetische energie onderaan de schommel.

* Energieconversie: Terwijl de slinger zwaait, is er een continue conversie tussen potentiële en kinetische energie:

* Bovenaan:maximale PE, minimale KE

* Onderaan:maximale ke, minimale PE

belangrijke punten:

* Wrijving en luchtweerstand: Real-world pendulums ervaren wrijving en luchtweerstand, die geleidelijk energie afwijken. Dit zorgt ervoor dat de amplitude van de schommels na verloop van tijd afneemt.

* Periode en amplitude: De periode (tijd voor één complete swing) van een eenvoudige slinger wordt bepaald door de lengte, * niet * zijn amplitude (voor kleine hoeken).

Samenvattend:

De totale energie van een slinger blijft constant (ideaal geval) terwijl deze zwaait. Deze energie wordt continu getransformeerd tussen potentiaal en kinetische energie. De maximale verplaatsing (amplitude) van de slinger is direct gerelateerd aan de hoeveelheid potentiële energie die het op het hoogste punt opslaat.