Oblici energije i ZOE
KINETIČKA ENERGIJA
Tijelo mase \(m\) koje se giba brzinom \(v\) ima kinetičku energiju jednaku:
GRAVITACIJSKA POTENCIJALNA ENERGIJA
Iznos gravitacijske potencijalne energije jednak je:
ELASTIČNA POTENCIJALNA ENERGIJA
Oblik mehaničke energije koji se javlja pri sabijanju ili rastezanju elastičnog tijela zovemo
Elastična potencijalna energija ovisi o konstanti elastičnosti \(k\) i pomaku od ravnotežnog položaja \(x\). Njen iznos je:
Zakon očuvanja energije (ZOE)
Zbroj svih oblika energije u zatvorenom (izoliranom) sustavu (uključujući moguće gubitke energije) je konstantan. To nam govori
Očuvanje energije pri slobodnom padu
Ako slobodni pad promatramo kao izolirani sustav (zanemarujemo djelovanje otpora zraka), ukupna energija tijela koje slobodno pada u svakom je trenutku jednaka zbroju gravitacijske potencijalne i kinetičke energije.
Očuvanje energije pri gibanju tijela na kosini
Pri gibanju tijela niz kosinu energija u početnom trenutku jednaka je gravitacijskoj potencijalnoj energiji. Dio te energije pretvara se u kinetičku energiju, dok se drugi dio troši na rad sile trenja. Ako zanemarujemo djelovanje sile trenja (izoliramo sustav), tada se sva gravitacijska potencijalna energija pretvara u kinetičku energiju. Ukupna energija je očuvana u oba slučaja, ali ukupna mehanička energija nije očuvana kada sustav nije izoliran.
Očuvanje energije pri titranju elastične opruge
Pri titranju tijela na elastičnoj opruzi ukupna je energija zbroj kinetičke i elastične potencijalne energije u svakom trenutku.
U ravnotežnom položaju potencijalna je energija jednaka nuli (\(E_{ep} = 0, E_{uk} = E_k\) ). U položaju amplitude titranja tijelo se zaustavlja i njegova je kinetička energija jednaka nuli (\(E_{k} = 0\) ). Tada je ukupna energija jednaka elastičnoj potencijalnoj energiji \((E_{uk} = E_{ep}\))