Izrek o potencialni energiji

Raziskuj, kako je delo sile teže povezano s spremembo potencialne energije telesa.

Masa m2,0 kg

Začetna višina h₁2,0 m

Končna višina h₂7,0 m

Meritve / izračunane količine

delo sile teže

A_g = −98,1 J

sprememba višine

Δh = 5,0 m

začetna potencialna energija

W_p1 = 39,2 J

končna potencialna energija

W_p2 = 137,3 J

Gravitacijska potencialna energija:

W_p = m · g · h

Pri vstavljanju uporabljamo: m v kg, g = 9,81 m/s² in h v m. Rezultat dobimo v J.

1 J = 1 kg · m²/s²

Raziskovalni izziv:
Primerjaj delo sile teže A_g, začetno potencialno energijo W_p1 in končno potencialno energijo W_p2. Spreminjaj m, h₁ in h₂. Poskusi zapisati splošno zvezo.

Ničelno potencialno energijo izberemo pri h = 0. Sila teže je ves čas usmerjena navzdol.

Graf prikazuje velikost sile teže F_g = mg, ki je pri dani masi konstantna. Osenčena ploščina ustreza produktu F_g · |Δh|.

Vprašanje: Kaj predstavlja velikost te ploščine? Kako določiš predznak dela sile teže, ko gre telo navzgor oziroma navzdol?

Izrek o potencialni energiji

1. Katera enačba predstavlja gravitacijsko potencialno energijo?

2. Telo mase 2 kg je 3 m nad izbrano ničelno ravnino. Kolikšna je njegova potencialna energija? Uporabi g ≈ 10 m/s².

3. Telo premaknemo navzgor. Kakšno je delo sile teže?

4. Telo se spusti navzdol. Kaj se zgodi z njegovo gravitacijsko potencialno energijo?

5. Katera zveza pravilno opisuje delo sile teže?

6. Telo mase 2 kg dvignemo za 5 m. Za koliko se poveča njegova potencialna energija? Uporabi g = 9,81 m/s².