Fyzika - energie

Nikdo vám zatím neodpověděl, tak to zkusím, snad to bude dobře.

Ze školy víte, že kinetická energie je energie pohybujícího se tělesa a potenciální energie je energie těsesa daná jeho polohou, na zemi obvykle výškou nad zemí. Když chcete batůžek, tak batůžek.

Řekněme, že máte na zádech batůžek s hmotností 5 kg s těžištěm ve výšce například 1,3 m. Stojíte na zemi, gravitační zrychlení na zemi je 9,81 m/s².

Gravitační zrychlení viz cs.wikipedia.org/...

Co by se stalo, kdybyste batůžek pustila ze zad na zem, prostě ho nechala padnout. Bude padat volným pádem, rychlostí v=odmocnina z (2.g.h)

Při pádu z výšky (bez ohledu na hmotnost) bude rychlost vašeho batůžku v=odmocnina z (2 * 10 * 1,3) = odmocnina z 26, což je asi tak 5 a kousek (přesněji to je asi tak 5,1 ale i tak už zaokroulujeme, jde jenom o ukázku)

Volný pád cs.wikipedia.org/...

Při pádu má pohybovou, kinetickou energii, která je tím větší, čím větší rychlostí těleso padá. Například váš batůžek s hmotností 5 kg při shození ze zad z výšky 1,3 m bude mít při dopadu vypočítanou rychlost v=5,1 m/s a kinetickou energii podle vzorečku E_k = 1/2. m.v²

Kinetická energie cs.wikipedia.org/...

Po dosazení bude E_k = 1/2 * 5 * 5,1^2 = 2,5 * 26 = 65. Šedesát pět čeho? Jednotky jsou Joule, takže píšeme že E_k = 65 [J].

To je kinetická, neboli pohybová energie. Když batůžek zvednete na záda do výšky h, bude mít polohohovou energii. Čím výš, tím vyšší poloha i energie vůči zemi. Polohová energie se vypočítá podle vzorečku E_p = m.g.h

Potenciální, polohová energie cs.wikipedia.org/...

Pro váš batůžek m = 5 kg, gravitační zrychlení g=9,81 (pro jednoduchost si to zaokrouhlíme na 10, ale vy si to pak vypočítejte přesně) a výšku h = 1,3 m vypočítáme potenciální energii dosazením do vzorečku E_p = m.g.h = 5 * 10 * 1,3 = 65 [J]

Podívejte se, že polohová energie vašeho batůžku ve výšce 1,3 m nad zemí se při pádu změní stejně velkou kinetickou energii. Při dopadu samozřejmě tu polohovou energii ztratí, bude nula, přemění se v kinetickou.

Pokud si chcete udělat jiný příklad, pro zjištění, jestli to bylo srozumitelné, zkuste si vypočítat jakou polohovou energii E_p bude mít PET láhev s 1,5 litu minerálky (s hmotností 1,5 kg) na kredenci ve výšce 1,8 m, jakou rychlostí v by dopadla na zem, při pádu z této výšky a jakou by měla kinetickou energii E_k před dopadem na zem. Ověřte si, že obě hodnoty E_k i E_p jsou stejné.

A co když tato láhev minerálky s m=1,5 vypadne nešikovnému vzduchoplavci z balonu ve výšce 180 m nad zemí? Jakou rychlostí dopadne na zem a jakou bude mít kinetickou energii a jakou vlastně energii bylo třeba dodat, aby se minerálka vůbec do výšky 180 dostala a měla tudít polohovou energii?