Predstavitev 7.5: Klada na klancu






Odkljukaj, nato klikni na gumb predvajaj in tako dodaj protraktor.

Prosim počakaj, da se animacija naloži.

Imamo kvader na klancu, ki je brez trenja. Na poti navzdol trči ob vzmet, kot kaže animacija (položaj je podan v metrih, čas v sekundah in  v histogramih energija v joulih). Kotomer lahko dodaš, če klikneš na okence. Vsaka sila je tudi prikazana z rdečo barvo, skupna sila pa s modro. Kinetično energijo predstavlja oranžen stolpič, potencialno  modri in prožnostno energijo zelen. Ponovni zagon.

Poskusimo analizirati stanje, kot bi ga imeli v poglavjih 3 in 4. Najprej moramo določiti ustrezni osi. Prva bi bila lahko vzporedna s klancem, druga pa pravokotna nanj. To nam omogoča, da ima telo eno smer, kjer ni pospeškov (smer pravokotna na klanec) in eno, ki je vzporedna pospeševanju (vzporedna na klanec). Obstaja še en razlog za takšno izbiro osi. To nam omogoča, da razstavimo samo eno silo namesto dveh. Težo moramo razstaviti na dve - na silo v smeri klanca in drugo, ki je pravokotna na klanec. Kako potem obravnavamo silo vzmeti? Sicer lahko ugotavljamo rezultanto sil, da bi ugotovili pospešek, vendar to ni preveč smiselno, ker sila vzmeti ni stalna.

Poženi animacijo in primerjaj normalno silo s težo in s silo vzmeti. Na začetku je vzmet raztegnjena, nato stisnjena in nato ponovno raztegnjena. V tem času se skupna sila na voziček spreminja. Poglej si silo, označeno z modrim vektorjem. Zato se tudi pospešek kvadra spreminja. (Opomba: rezultanta sil še vedno kaže vzporedno s klancem, spreminja se njena velikost).

Ker se sile spreminjajo med tem, ko se giblje kvader, tudi pospešek kvadra ni stalen. Newtonovi zakoni in zakoni kimenatike očitno niso v veliko pomoč pri ugotovaljanju, kaj se dogaja med gibanjem. Kaj narediti? Uporabimo energijo! Na začetku gibanja kvader nima kinetične energije, ima pa potencialno. Ko se premika kvader po klancu navzdol, se nekaj potencialne energije pretvori v kinetično. Ko kvader zadene vzmet, se kinetična in potencialna energija pretvarjata v prožnostno energijo vzmeti.

Opazuj animacijo in povej, kako se vsa potencialna energija, ko se vzmet stisne, spremeni v ostale vrste energij.

Avtor ilustracij: Mario Belloni.
Avtorja skript: Steve Mellema in Chuck Niederriter, spremenil in dodal Mario Belloni.
Prevod Anton Vahčič
Creative Commons Priznanje avtorstva-Deljenje pod enakimi pogoji 3.0.