Yaylarla Enerji

Coddy'nin Physics Journey'sinin Mekanik bölümünün bir parçası. Ders 63 / 97.

Sürtünme olmadığında, kinetik enerji, kütle çekimsel potansiyel enerji ve esneklik potansiyel enerjisinin toplamı aynı toplam değeri verir:

$\tfrac{1}{2} m v^2 + m g h + \tfrac{1}{2} k x^2 = \text{constant}$

Bir blok, h yüksekliğindeki düzgün bir rampanın tepesinde durgun hâlde başlar, aşağı kayarak düz bir zemine iner ve duvara sabitlenmiş, k sabitli bir yaya çarpar

Düzgün bir rampa, düz bir zemin ve duvardaki bir yay.

Toplam enerjiyi iki anda yazın ve bunları eşitleyin. Cisim bir anlığına durduğunda, KE 0 olur.

2 kilogramlık blok için enerji çubukları: başlangıçta 9.8 joule potansiyel enerji, en altta 9.8 joule kinetik enerji, blok durduğunda yayda 9.8 joule elastik enerji

$2\ \mathrm{kg}$ blok için enerji çubukları: PE, KE'ye dönüşür, ardından yay enerjisine dönüşür.

Görev

Bir oyuncak fırlatıcı dümdüz yukarı bakıyor. $k = 490\ \mathrm{N/m}$ değerindeki yayı, $0.5\ \mathrm{kg}$ ağırlığındaki bir topun altında $0.2\ \mathrm{m}$ sıkıştırılmış ve hava direnci ihmal edilecek kadar küçüktür. Resimde top iki kez gösteriliyor: yay üzerindeyken ve en yüksek noktasındayken. En yüksek noktadayken topa etki eden kuvvetleri çiz, ardından ulaştığı yüksekliği $h$ , yani başlangıç noktasının üzerindeki yüksekliği bul.