كار و انرژي، سطح شيبدار...سؤال همراه با جواب
سؤال
اگر اين دستگاه در 1 متر بر ثانيه در جهت عقربههاي ساعت شروع به حركت ميكند. بعد از 2 متر جابهجايي جعبه ها چه سرعتي دارند؟
جواب
توجه: چند راه براي جل مسئله وجود دارد؛ مثلاً از انرژي پتانسيل استفاده کنيد. مقدارش مهم نيست. اختلاف انرژي پتانسيل در اين محاسبات نقش کليدي دارد.
ابتدا مقدار اوليه انرژي سيستم را پيدا ميکنيم. شرايط اوليه: جعبه A: ارتفاع صفر در نقطه شروع.
شرط اوليه: جعبه B: ارتفاع صفر وقتي به انتهاي مسير ميرسد.
انرژي اوليه کُل سيستم: 804J+5.5J=809J
شرايط اوليه: بقاي انرژي بهما ميگويد که بايد ۸۰۹ ژول را در نظر بگيريم. نبايد از اصطکاک بين جعبه A و سطح صرف نظر کنيم. بقيه تبديل به انرژي جنبشي و پتانسيل، انرژي گمشده اصطکاک چنين است:
حالا عدد را به انرژي اوليه اضافه ميکنيم تا ببينيم چه مقدار انرژي از دست دادهايم. جنبشي و پتانسيل را از هم کم ميکنيم.
حالا انرژي پتانسيل دو جعبه را را از هم کم ميکنيم تا انرژي هدر رفته را بدست آوريم: 713J-112J=600J
اين انرژي ميتواند عامل تمييزپذيري انرژي جنبشي دو جعبه باشد. سرعت آنها يکي است زيرا به يک طناب متصلند.