Энергия на наклонной плоскости
Куда уходит энергия, когда блок спускается и ускоряется?
Одно сравнение за раз
Попробуй с руководством
Распознавать превращение потенциальной, кинетической и тепловой энергии и проверять энергетический баланс.
Сравнение 1 из 3
Спуск без рассеяния
Используй 2 kg на высоте 4 m от низа и потери 0%. Продвинь анимацию до низа. Вся начальная потенциальная энергия может превратиться в кинетическую.
Вначале 78,48 J потенциальной энергии; внизу 78,48 J кинетической энергии и модуль скорости примерно 8,86 m/s.
Ты исследуешь другие значения. Можно продолжить свободно или снова применить значения этого сравнения.
Как читать этот рисунок
Блок начинает с вершины плоскости 30°. Вертикальная линия отмечает оставшуюся высоту спуска. Три столбца в одном масштабе джоулей: сиреневый — потенциальная энергия, зелёный — кинетическая, янтарный — тепловая. Нулевой уровень высоты внизу. Плоскость подстраивается под начальную высоту; сравнивай указанные высоты и значения в J.
От рисунка к графику
Что меняется? Давай сравним.
Линия показывает связь величин. Точка отмечает твой выбор или момент анимации. Сначала читай названия и единицы осей.
Один опыт за раз
Сохрани. Измени. Сравни.
Сохрани текущие значения, измени одну величину и посмотри на две линии на одном графике. Сохранённая линия пунктирная. Попытка остаётся в этом браузере.
Сравнить выбранные значения
А если… Сравни один спуск без потерь и с потерями 20%. Затем удвой массу и сравни модуль скорости и энергии.
Что происходит?
При спуске блок теряет гравитационную потенциальную энергию и приобретает кинетическую. При потерях часть превращается в тепловую энергию.
Начальная высота запасает потенциальную энергию mgh. Блок начинает из покоя на наклонной плоскости 30°. При спуске потенциальная энергия уменьшается. Без потерь всё уменьшение переходит в кинетическую энергию. Выбранные потери — доля работы силы тяжести, превращаемая в тепловую энергию вдоль плоскости. Сумма трёх форм энергии сохраняется.
m — масса (kg) · h — высота (m) · v — модуль скорости (m/s) · g = 9,81 m/s² · E — энергия (J)
Модель и её ограничения
Блок начинает из покоя, неподвижная прямолинейная наклонная плоскость 30°, постоянная сила тяжести. Диссипативная сила постоянна и равна выбранной доле составляющей силы тяжести вдоль плоскости. Анимация заканчивается внизу и не моделирует последующее движение. Рисунок подстраивается под высоту; столбцы используют масштаб начальной энергии.