If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание
Текущ час:0:00Обща продължителност:6:13

Видео транскрипция

Тук начертах маса, която стои на повърхност без триене, прикрепена към пружина, която е прикрепена към стената. И ще притиснем пружината. Ще притиснем масата до позиция А. Сега е при позиция 0. Ще я докараме до позиция А. И ще я пуснем при време равно на 0. И можеш да си представиш какво ще се случи, особено с тази маса на повърхност без триене. Ще трепти между позиция А и позиция -А, и това е изобразено тук на тази графика на позицията и времето. Ще започне при позиция А, а после ще трепти наляво до позиция -А, а после ще трепти надясно до позиция А, отново и отново, и отново, до безкрайност, ако работим със свят, в който няма триене. Както казах, повърхността няма триене и нека също приемем, че няма съпротивление на въздуха. Всичко това е много интересно, но в днешното видео искаме да помислим как това може да е свързано с енергията. С информацията, която ти дадох, нека започнем да мислим за еластичната потенциална енергия. Помни, при време равно на 0 кутията е при позиция А, тоест пружината е притисната. И работим със система от кутия и пружина, комбинирана система от кутия и пружина. И ще приемем, че няма добавена енергия, която е добавена към или отнета от тази система. Точно при време 0, когато пружината е притисната, тази система кутия-пружина ще има някаква еластична потенциална енергия. Да поставим това тук. И какво ще се случи, когато пуснем пружината? Пружината ще избута кутията наляво. Кутията ще бъде ускорена наляво. И точно когато кутията пресече х позицията от 0, което, както виждаме, се случва при време равно на 1 секунда, цялата потенциална енергия ще бъде преобразувана в кинетична енергия. И потенциалната енергия ще бъде ето тук. И после пружината започва да намалява скоростта на кутията и кутията стига до позиция -А. При позиция -А, която, както виждаме, е при време равно на 2 секунди, тогава отново се връщаме към максимална потенциална енергия. Отново имаме максимална потенциална енергия при време равно на 2 секунди, което е свързано с намиране при позиция -А. Можеш да видиш накъде върви това. При 3 секунди цялата тази потенциална енергия отново е преобразувана в кинетична енергия. При 4 секунди сме обратно при позиция А. Отново имаме потенциална енергия. И графиката на еластичната потенциална енергия ще изглежда ето така. Ще изглежда ето така. Това е нарисувано на ръка. Но мисля, че схващаш общата идея. Забележи, че не става отрицателна. Ще изглежда ето така. А кинетичната енергия? Вече направих малка препратка към нея, но нека помислим за нейното поведение през времето. При време равно на 0, когато кутията е при позиция А, точно в този момент, още няма да имаме никаква кинетична енергия. Но после кутията ще бъде ускорена, докато тази потенциална енергия е превърната в кинетична енергия, и сме при максималната кинетична енергия, когато кутията премине позиция 0. Първият път пресича позиция 0 при време равно на 1 секунда. Сега максималната кинетична енергия е ето тук. А после, когато стигнем до време равно на 2, кутията ни е при позиция -А. Вече за момент няма да имаме никаква скорост и никаква кинетична енергия. Можеш да видиш модела тук. Продължаваме да преминаваме между потенциална и кинетична енергия, докато кутията продължава да трепти между позиция А и позиция -А. Отново, това е нарисувано на ръка. Това е кинетичната ни енергия. Когато за пръв път се запознахме с енергията и закона за запазване на енергия, казахме, че ако сме в затворена система и нямаме дисипативни сили, и не добавяме енергия към или отнемаме енергия от тази затворена система, а просто работим с механична енергия и недисипативни сили, тогава механичната енергия трябва да бъде запазена. Ако кажем, че общата механична енергия на системата, Е, е равна на потенциалната енергия, която в този случай е еластична потенциална енергия, плюс кинетичната енергия, това трябва да е константа. И това наистина е така. Ако в някой момент във времето събереш тези две криви, ще получиш нещо, което изглежда ето така. Това ще е постоянна права и това ще е графиката на механичната потенциална енергия. Един интересен въпрос е какво ще се случи, ако имахме дисипативни сили. Как ще изглежда това тогава? Ако имахме дисипативни сили, например триене или съпротивление на въздуха, тогава кутията може да започне от позиция А, но няма да стигне чак до позиция -А. Може да изглежда ето така. Може да започне тук, но да не стигне чак до -А. И после, този път дори няма да стигне до тук, и после – опитвам да начертая това колкото е възможно по-добре – а този път няма да стигне дори дотук. И ако помислим за енергията, общата механична енергия ще намалее. Къде отива? Бива трансформирана в топлинна енергия от дисипативните сили на триенето и съпротивлението на въздуха. Общата енергия ще намалее и това ще определи граница за трептенията за потенциалната енергия и кинетичната енергия. Например кинетичната енергия в тази ситуация ще изглежда ето така. Ще изглежда ето така, като върховете ще бъдат ограничени от тази обща механична енергия. Ще приключим тук. Надявам се, че това ти дава представа как потенциалната енергия и кинетичната енергия, особено когато работиш със система от пружина и блок, са свързани една с друга, особено във връзка със закона за запазване на енергия.
AP® е регистрирана търговска марка на College Board, които не са прегледали този ресурс.