Δυναμική βαρυτική ενέργεια σε κινητική ενέργεια: Πώς να μετατρέψετε, πότε, πού, παραδείγματα και γεγονότα

 

Εδώ σε αυτό το άρθρο πρόκειται να επεξηγηθεί η διαδικασία μετατροπής της βαρυτικής δυναμικής ενέργειας σε κινητική ενέργεια με τα παραδείγματα της.

Από το έδαφος εάν μια μπάλα σηκωθεί σε ύψος πάνω από το έδαφος, τότε η ενέργεια που λαμβάνεται από αυτή την αλλαγή θέσης αποθηκεύεται ως βαρυτική δυνητική ενέργεια μέσα στο σώμα.Μετά από αυτό όταν η μπάλα κινείται προς τα κάτω στο έδαφος αυτή η βαρυτική δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια.

Πώς συνδέονται το βαρυτικό δυναμικό και η κινητική ενέργεια;

Η κινητική ενέργεια αποκτάται από ένα σώμα λόγω της κίνησής του και η δυναμική ενέργεια λόγω της θέσης του. Εάν ένα σώμα εκτιναχθεί προς τα πάνω, παραμένει σε ηρεμία για λίγο στον αέρα. Τότε η δυναμική ενέργεια που αποκτάται λόγω της βαρυτικής δύναμης αποθηκεύεται σε αυτό το σώμα.

 Είναι το πιο συνηθισμένο παράδειγμα βαρυτικής δυναμικής ενέργειας προς μεταβολή της κινητικής ενέργειας. Μετά από αυτό, όταν το σώμα τεθεί σε κίνηση, αυτή η αποθηκευμένη ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια.

Όταν το σώμα κρατιόταν στον αέρα η βαρυτική του δυναμική ενέργεια ήταν μέγιστη και η κινητική ενέργεια μηδέν. Αφού φτάσει στο έδαφος, η βαρυτική δυναμική ενέργεια μετατρέπεται πλήρως σε κινητική ενέργεια, καθιστώντας τη μέγιστη.

Πώς μετατρέπεται η βαρυτική δυναμική ενέργεια σε κινητική;

Μπορούμε να το διευκρινίσουμε με το παράδειγμα που παρουσιάζεται παραπάνω. Όταν το σώμα αρχίζει να πέφτει από τη θέση κορυφής, η βαρυτική δυναμική ενέργεια που αποθηκεύεται σε αυτό μετατρέπεται αργά σε κινητική ενέργεια.

Καθώς το σώμα έρχεται πιο κοντά στο έδαφος, η ταχύτητά του χρησιμοποιείται για να αυξηθεί, η οποία με τη σειρά του αυξάνει την κινητική ενέργεια και μειώνει τη βαρυτική δυναμική ενέργεια. Στο τέλος όταν το σώμα αγγίζει το έδαφος όλο του βαρυτική δυνητική ενέργεια μετατρέπεται στην κινητική ενέργεια καθιστώντας το μέγιστο.

βαρυτική δυναμική ενέργεια προς κινητική ενέργειαtt
Βαρυτική δυναμική ενέργεια προς κινητική ενέργεια από wikipedia

Πότε η βαρυτική δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική;

Εάν ένας άντρας που στέκεται στην ταράτσα ενός κτιρίου κρατά μια πέτρα στο χέρι του, τότε αυτή τη στιγμή η πέτρα έχει μέγιστη βαρυτική δυναμική ενέργεια και μηδενική κινητική ενέργεια.

Κάθε φορά που ρίχνει την πέτρα αρχίζει να πέφτει ελεύθερα προς το έδαφος. Τώρα η βαρυτική του δυναμική ενέργεια αρχίζει να μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια. Καθώς κινείται προς τα κάτω, η βαρυτική του δυναμική ενέργεια μετατρέπεται επίσης αργά σε κινητική ενέργεια.

Τη στιγμή που αγγίζει το έδαφος η συνολική βαρυτική ενέργεια μηδενίζεται εντελώς ενώ η κινητική γίνεται μέγιστη.

Πού μετατρέπεται η βαρυτική δυναμική ενέργεια σε κινητική;

Ας υπάρχει ένα κουτί βάρους W= mg. Διατηρείται στο έδαφος. Τώρα αν ανυψωθεί σε ύψος h θα αποκτήσει κάποια βαρυτική δυναμική ενέργεια PE=mgh. Αυτή η δυναμική ενέργεια θα αποθηκευτεί στο κουτί. Εάν αφαιρεθεί η δύναμη που ασκεί το κουτί λόγω της επίδρασης της οποίας ανυψώνεται, τότε το κουτί θα αρχίσει να πέφτει στο έδαφος.

Λόγω της πτώσης η δυναμική ενέργεια σε αυτό μετατρέπεται πλήρως σε κινητική ενέργεια.

Τύπος βαρυτικής δυναμικής ενέργειας προς κινητική ενέργεια;

Ο τύπος για τη μετατροπή της βαρυτικής δυναμικής ενέργειας (mgh) σε κινητική ενέργεια (½mv^2) είναι:

                                                                  mgh= ½ mv^2

Βαρυτική δυναμική ενέργεια προς κινητική ενεργειακή απόδοση

Όταν ένα τρενάκι του λούνα παρκ βρίσκεται στην κορυφή της διαδρομής, αποκτά βαρυτική δυναμική ενέργεια (PE) η οποία μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια (KE) όταν κινείται προς τα κάτω. Σύμφωνα με τον μαθηματικό τύπο απόδοσης,

                                                  Αποδοτικότητα= Eout/Ein X 100%

Εδώ Eout είναι η ενέργεια εξόδου που είναι KE και Ein είναι η ενέργεια εισόδου που είναι PE

Επομένως ,                            Απόδοση= KE/PE X 100%

Παραδείγματα βαρυτικής δυναμικής ενέργειας προς κινητική ενέργεια

20 + Παραδείγματα βαρυτικής δυναμικής ενέργειας προς κινητική ενέργεια με τις αναλυτικές τους απεικονίσεις αναφέρονται παρακάτω:

Ένα πουλί σε ένα δέντρο

Ένα από τα πιο κοινά παραδείγματα μετατροπής της βαρυτικής δυναμικής ενέργειας σε κινητική ενέργεια είναι η κίνηση ενός πουλιού που κάθεται σε ένα κλαδί ενός δέντρου. Όταν το πουλί κάθεται στο δέντρο πάνω από ένα ύψος από το έδαφος αποκτά βαρυτική δυναμική ενέργεια. Αυτή η δυναμική ενέργεια μεταβάλλεται σε κινητική ενέργεια όταν το πουλί πετά προς τα κάτω.

Μια γλάστρα που κρέμεται από ένα μπαλκόνι

Όταν μια γλάστρα που κρέμεται από ένα μπαλκόνι κινείται προς τα κάτω, συμβαίνει η μετατροπή της αποθηκευμένης βαρυτικής δυναμικής ενέργειας σε κινητική ενέργεια.

Ένα μήλο που κινείται ελεύθερα προς τα κάτω

Όταν ένα μήλο κρέμεται από το κλαδί ενός δέντρου έχει αποθηκευμένη βαρυτική δυναμική ενέργεια σε αυτό. Αυτή η δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια όταν το μήλο αρχίζει να πέφτει ελεύθερα.

Ένα αεροπλάνο που πετά πίσω στο έδαφος

Σε ένα αεροπλάνο που πετά πίσω στο έδαφος, η βαρυτική δυναμική ενέργεια σε κινητική ενέργεια συμβαίνει.

Περιπέτεια

Όταν το τρενάκι του οδοστρώματος φτάσει στη θέση αιχμής έχει μέγιστη βαρυτική δυναμική ενέργεια. Όταν αρχίζει να κινείται προς τα κάτω, αυτή η δυναμική ενέργεια αρχίζει να μεταβάλλεται σε κινητική ενέργεια αργά.

2 1
Μετασχηματισμός ενέργειας σε τρενάκι λούνα παρκ από wikipedia

Σηκώνοντας μια μπάλα

Όταν μια μπάλα ανυψωθεί σε ένα ύψος, αποκτά βαρυτική δυναμική ενέργεια που μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια όταν η μπάλα κινείται προς τα κάτω χωρίς την επίδραση δύναμης.

Το φράγμα του νερού

Το νερό που συγκρατείται σε ένα φράγμα νερού έχει μέγιστη βαρυτική δυναμική ενέργεια. Αυτή η βαρυτική δυναμική ενέργεια μετατρέπεται εντελώς σε κινητική ενέργεια όταν το νερό φτάσει στο έδαφος.

3 2
φράγμα νερού από wikipedia

Ένα εκκρεμές

Σε ένα εκκρεμές συμβαίνει η ταυτόχρονη μετατροπή της βαρυτικής δυναμικής ενέργειας σε κινητική ενέργεια.

5 4
Μετασχηματισμός ενέργειας σε εκκρεμές από wikipedia

Μια κίνηση μιας μπάλας μπάσκετ

Αυτό είναι ένα άλλο παράδειγμα όπου λαμβάνει χώρα μετασχηματισμός βαρυτικής δυναμικής ενέργειας σε κινητική ενέργεια.

Αυξημένο βάρος

Ένα βάρος που ανυψώνεται σε ύψος πάνω από το έδαφος όταν αρχίζει να πέφτει, λαμβάνει χώρα η μετατροπή της αποθηκευμένης βαρυτικής δυναμικής ενέργειας σε κινητική ενέργεια.

Ένα σταθμευμένο αυτοκίνητο στην κορυφή ενός λόφου

Όταν ένα σταθμευμένο αυτοκίνητο στην κορυφή ενός λόφου πέφτει κάτω, η βαρυτική δυναμική ενέργεια που είναι αποθηκευμένη σε αυτό όταν ήταν σε ηρεμία μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια.

Γιογιό

Όταν το yoyo κρατιέται σε ηρεμία πάνω από το έδαφος, αποκτά βαρυτική δυναμική ενέργεια που μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια όταν αρχίζει να πέφτει λόγω της βαρυτικής δύναμης.

Η κίνηση του νερού σε έναν καταρράκτη

Πριν το νερό σε έναν καταρράκτη αρχίσει να πέφτει στο αεροπλάνο παραμένει σε ηρεμία. Έτσι αποκτά βαρυτική δυναμική ενέργεια. Όταν έρχεται σε κίνηση αυτή η αποθηκευμένη ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια.

Ένα βιβλίο τοποθετημένο σε ένα τραπέζι

Ένα βιβλίο που φυλάσσεται στην άκρη ενός τραπεζιού αποκτά βαρυτική δυναμική ενέργεια λόγω της θέσης του. Αυτή η ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια όταν αρχίζει να πέφτει.

Ένας χαρταετός που πέφτει ελεύθερα

Ένας χαρταετός που πέφτει ελεύθερα είναι επίσης συνηθισμένος παράδειγμα μετασχηματισμού της βαρυτικής δυναμικής ενέργειας στην κινητική ενέργεια.

Πετώντας μια πέτρα στον αέρα

Ο μετασχηματισμός της βαρυτικής δυναμικής ενέργειας σε κινητική ενέργεια συμβαίνει σε αυτή την περίπτωση.

Η κίνηση της μπάλας βαρέων βαρών μιας μηχανής κατεδάφισης

Όντας σε υπερυψωμένη θέση, η βαριά μπάλα μιας μηχανής κατεδάφισης αποθηκεύει τη βαρυτική δυναμική ενέργεια σε αυτήν. Αυτή η ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια όταν αυτή η μπάλα πέσει κάτω.

7 1
Μετασχηματισμός ενέργειας στην κίνηση της μπάλας βαρέων βαρών μιας μηχανής κατεδάφισης από wikipedia

Μια κούνια

Όταν είναι σε ηρεμία κερδίζει βαρυτική δυναμική ενέργεια η οποία μεταβάλλεται σε κινητική ενέργεια τη στιγμή της αιώρησης ενός παιδιού.

6 1
Μετασχηματισμός ενέργειας σε μια ταλάντευση από wikipedia

Ένας ανελκυστήρας που πέφτει ελεύθερα

Ένας ανελκυστήρας που πέφτει ελεύθερα είναι επίσης ένα παράδειγμα βαρυτικής δυναμικής ενέργειας προς κινητική ενέργεια.

Βροχόπτωση

Στις ελεύθερες σταγόνες βροχής η βαρυτική δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια.

Διαβάστε επίσης: