עזרה בפיזיקה

[Klayhamn]

שלום חבר'ה

אחותי (בכיתה ט') שאלה אותי שאלה שקיבלה בשיעור פיזיקה, ואין לי מושג איך לעזור לה

חשבתי אולי מי מכם שלמד פיזיקה ידע:

רכבת הרים שמשקלה 4000 ניוטון גולשת מפסגה שגובה 15 מטרים ומגיעה לפסגה שגובהה 5 מטרים.

חמישית מאנרגיית הגובה ההתחלתית של הרכבת מתגלגלת לאנרגיית חום.

חשבו את אנרגיית התנועה שלה בפסגה השניה.

אני לא הצלחתי להבין מה הכוונה ב-"אנרגיית התנועה בפסגה השניה" --- הכוונה אל הפסגה השניה? לא ברור.

תודה!

[ravid]

ברור בפסגה השניה, למה עוד זה כבר יכול להיות

[spike_staff]

זה קשור לגלגולי אנרגיה. אנרגיה בתחילת התנוע שווה לאנרגיה בסוף התנוע +אנרגיה שהפכה לחום בדרך. ולפי מה שאני הבנתי צריך למצוא את האנרגיה שיש לרכבת בפסגה השניה.

[amd@ati]

מה לא ברור פה?

בשאלה נאמר שהרכבת עברה מגובה של 15 מטרים לגובה של 5 מטרים (כלומר "נפילה" של 10 מטר), בנוסף כתוב שכמישית מהאנרגית הגובה ההתחלתית של הרכבת התגלגלה לאנרגיית חום (בשל החיכוך), זאת אומרת שכמישית מאנרגיית הגובה "הלכה לאיבוד".

צריך רק לחשב כמה אנרגיית גובה עברה לאנרגיית תנועה ב-"נפילה" הזאת, פחות החמישית ש-"הלכה לאיבוד", את זה היא כבר בטוח תדע לעשות לפי הנוסחאות בספר.

[Klayhamn]

קודם כל - תודה לכל מי שענה

דבר שני - אולי לא הבהרתי אבל אני עצמי לא יודע פיזיקה

הבעיה היא שבספר אין לה נוסחאות אלא רק שאלות, אחרת הייתי מסתכל בעצמי ומסביר לה

ברור לי שזה לא אמור עניין מסובך , פשוט הניסוח גם נראה לי מוזר: "אנרגייה תנועה במקום ספציפי"? האם אנרגיית תנועה זה לא משהו שאפשר לדבר עליו רק בהקשר של תנועה מנקודה א' לנקודה ב'? לדוגמא: יוסי השקיע 5000 ג'אול בריצה האחרונה שלו מביתו אל הספרייה העירונית?

מה המשמעות של השאלה: "יוסי רץ מביתו לספרייה. חשבו את אנרגיית התנועה שלו בספרייה"?

[vic07]

"אנרגיית תנועה", או אנרגיה קינטית, זו פונקציה של המהירות ברגע נתון. האם יכולה להיות מהירות מסויימת בפסגה? יופי. זהו.

אתה כנראה מתבלבל בין אנרגיה לעבודה. עבודה גם כן מודדים בג'אול, אבל זה כבר באמת ההפרש באנגיות בין מצב א' למצב ב'.

[Klayhamn]

תודה VIC -

אפשר לשאול מה הוא היחס בין אנרגיית תנועה למהירות? האם זו גם פונקציה של המסה והמשקל? או רק של המסה? או רק המשקל? (סתם אני שואל בשביל עצמי)

ובנוגע לשאלה המקורית - אז בעצם שואלים כמה אנרגיית גובה "התגלגלה" לאנרגיית תנועה (תוך התחשבות באנרגייה ש-"אבדה" לטובת חיכוך)?

כלומר - צריך לחשב כמה אנרגייה מלכתחילה הייתה לרכבת (משקל כפול גובה?) וכמה אנרגיית גובה יש בפסגה השניה, ולחשב את ההפרש (ולהוריד מכך חמישית?)

תודה!!

[vic07]

קצת סדר..

"אנרגיית גובה", שמקובל לכנותה "אנרגיה פוטנציאלית" (למרות שיש הרבה צורות אחרות של אנרגיה פוטנציאלית, כמו קפיץ מתוח), היא המסה*הגובה*תאוצת הכבידה על פני כדור הארץ (G, כ10 מטר לשנייה בריבוע).

אנרגיה קינטית, או "אנרגיית תנועה", היא המסה*המהירות בריבוע חלקי 2.

"משקל" הוא הכוח שמפעילה מסה על מה שתומך בה, והוא המסה*G. מדובר בגודל שאין לו יותר מדי משמעות ברוב החישובים. שים לב שדווקא מה שמכנים ביומיום "משקל", מבחינה פיזיקלית הוא מסה, ול"משקל" בפיזיקה יש כאמור משמעות אחרת והוא נמדד בניוטון ולא בקילוגרם.

בקשר לשאלה, עקרונית אתה צודק אבל טיפה התבלבלת... את ה20% יש להפחית מהאנרגיה הפוטנציאלית ההתחלתית, ולא רק ממהפרש.

[mich4el]

kinetic energy = 0.5*m*v^2

potential height energy = m*g*h

Wf = העבודה שבוזבזה על כוח החיכוך

ולשאלה שלך:

m = 400Kg

H = 15m

h = 5m

V = 0 (התחלה ממצב מנוחה)

חוק שימור האנרגיה:

אנרגיה קינטית בהתחלה (שהיא 0) + אנרגיית גובה בהתחלה = אנרגיה קינטית בסוף + אנרגיית גובה בסוף + אנרגיה שהלכה לאיבוד על כוח חיכוך

Ek + Ep = Ek1 + Ep1 + Wf

0.5*400*0^2 + 400*10*15 = Ek1 + 400*10*5 + 400*10*15/5

Ek1 = 60000 - 20000 - 12000

Ek1 = 28,000 J

[Klayhamn]

תודה פינגי ולכל היתר

[mich4el]

סוף סוף יש קצת שימוש לזה שאני לומד פיזיקה ;D