Page 234 - 881414_FIZYKA_podrecznik_kl_8_PP_fiipbook
P. 234
Przemiany energii w przyrodzie
Wiesz już, na podstawie przeprowadzonych doświadczeń i rozwiązanych za-
dań, że gdy nie ma oporów ruchu, to całkowita wartość energii mechanicznej
nie ulega zmianie. Rozpatrywaliśmy przypadki, np. spadku ciał, w których
na ciała działała jedynie siła grawitacji, a siły zewnętrzne były równe zeru.
W związku z tym nie było też pracy sił zewnętrznych i nie następowała zmia-
na energii mechanicznej układu. Gdy jednak sił oporu powietrza nie może-
my pominąć, to energia kinetyczna spadającego ciała nie jest równa jego po-
czątkowej energii potencjalnej. Siła zewnętrzna (opory powietrza) wykonuje
nad układem ciał pracę, zmieniając (zmniejszając) jego energię mechaniczną.
Wzajemne przekształcanie się energii potencjalnej i kinetycznej obserwujemy
tylko wtedy, gdy na ciało działają jedynie siły grawitacji, a opory ruchu pomi-
jamy (swobodny spadek w próżni). Wówczas możemy powiedzieć, że o tyle
wzrosła jedna forma energii, o ile zmniejszyła się druga.
Przemiany energii wykorzystywane są w wielu urządzeniach. W oparciu
7.24 Zegar z zawieszonym na o wykorzystanie energii potencjalnej grawitacji działa zegar z zawieszonym
łańcuszku ciężarkiem na łańcuszku ciężarkiem (il. 7.24). Jeśli ciężarek podniesiemy na pewną wy-
sokość względem pierwotnego położenia, to energia potencjalna ciężarka
wzrośnie. Pod wpływem siły grawitacji ciężarek, opadając w dół do poprzed-
niego położenia, wprawia w ruch mechanizm zegara i zegar chodzi.
W skrócie
Zasada zachowania energii mechanicznej:
Jeżeli w układzie ciał nie działają siły zewnętrzne, to całkowita energia mecha-
niczna układu, czyli suma energii potencjalnej i kinetycznej, jest zachowana:
E m = E k + E p = const
W danym układzie ciał, jeśli nie działają siły zewnętrzne, to określona ilość
energii jednego rodzaju może zostać zamieniona w równą ilość energii
innego rodzaju.
Jeśli działają siły zewnętrzne (np. siły oporów ruchu), to energia
mechaniczna układu maleje.
Czy już umiesz? Sprawdź się!
1 Opisz przemiany energii, jakie zachodzą podczas:
a) spadania piłki z pewnej wysokości pionowo w dół,
b) działania nakręconego zegara ściennego,
c) skoku człowieka z trampoliny do wody.
2 Podaj przykłady ciał posiadających równocześnie energię potencjalną
i kinetyczną.
3 Jaką szybkość uzyska tuż przy ziemi kamień, który spada swobodnie
z wysokości 5 m?
232
