Energia potențială și conservarea energiei
Ideile de bază pe scurt și, unde există, exercițiile din subiectele de BAC care le verifică. Lecția completă, animată, cu grile și exerciții corectate, e în aplicația Tomomi.
Pe scurt
Formulă · Energia potențială
Energia datorată înălțimii. Unitate: joule (J); depinde de nivelul de referință pentru h.
Formulă · Energia mecanică
Suma energiei mișcării și a energiei poziției.
Lege · Conservarea energiei mecanice
Fără frecare, Ep se transformă în Ec și invers, dar suma rămâne constantă.
Idee · Viteza din conservare
La cădere sau pendul fără frecare, viteza la punctul cel mai de jos este - depinde doar de înălțime, nu de masă.
Din subiectele de BAC
Exerciții reale din subiectele anilor trecuți. Încearcă-le singur înainte să deschizi rezolvarea.
Un corp având masa , considerat punctiform, este suspendat la un capăt al unui fir inextensibil și de masă neglijabilă, având lungimea . Celălalt capăt al firului este fixat într-un punct aflat la înălțimea față de sol. Corpul este eliberat, din repaus, din punctul în care firul întins formează cu verticala unghiul (). Când corpul ajunge în punctul , în care firul formează cu verticala unghiul (), firul se rupe, iar corpul își continuă mișcarea până la căderea pe suprafața orizontală a solului. Se neglijează frecările și interacțiunea cu aerul, iar energia potențială gravitațională este considerată nulă la nivelul solului. Se consideră .
Calculați energia mecanică a corpului în punctul .
Vezi rezolvarea
Corpul este eliberat din repaus, deci energia cinetică în este nulă și energia mecanică se reduce la energia potențială gravitațională:
Înălțimea punctului față de sol se obține coborând pe verticală din punctul de suspensie : . Din rezultă , deci
Cu :
Energia potențială gravitațională a unui corp cu masa , aflat la înălțimea față de nivelul solului, considerat nivel de energie potențială nulă, este exprimată prin relația:
a.
b.
c.
d.
Vezi rezolvarea
Energia potențială gravitațională a unui corp aflat la înălțimea față de nivelul de referință (unde ) este . Răspunsul corect este c.
Un corp având masa părăsește o platformă orizontală aflată la înălțimea față de sol, cu viteza orizontală . Se neglijează interacțiunea cu aerul. Energia potențială gravitațională se consideră nulă la nivelul solului.
Determinați modulul impulsului corpului în momentul imediat anterior impactului cu solul.
Vezi rezolvarea
Pe durata căderii acționează doar greutatea, deci energia mecanică se conservă: , adică , deci . Impulsul: .