Vzájemná přeměna polohové a pohybové energie - zákon
zachování enerie (zze)
- u mnohých
mechanických dějů dochází k vzájemné přeměně polohové energie na
pohybovou energii a naopak
- příklady:
- kulička
pohybující se na ploše tvaru písmene U - viz obr.
- v praxi - sportovci na U rampě
- v nejvyšším bodě je kulička v klidu - má nulovou
pohybovou (kinetickou)
energii
- pokud nyní kuličku pustíme, zvyšuje se její
rychlost - roste její pohybová
energie, ale naopak se snižuje její výška nad nejnižším bodem plochy
tvaru U - klesá polohová energie
- v nejnižším bodě plochy tvaru U má kulička nulovou
polohovou
(potenciální) energii, ale naopak nejvyšší rychlost, tedy maximální
pohybovou energii
- v dalším pohybu se kulička pohybuje vzhůru, zvyšuje
svoji potenciální energii,
ale snižuje rychlost - klesá kinetická energie
- v okamžiku, kdy se kulička dostane do nejvyššího
bodu plochy tvaru U se
na okamžik zastaví, má nulovou kinetickou energii, ale maximální
potenciální energii
- celý děj se opakuje od začátku
- kyvadlo -
viz obr.:

- při maximálnímvychýlení je kyvadlo v klidu - má
nulovou pohybovou
(kinetickou) energii
- pokud nyní kyvadlo pustíme, zvyšuje se jeho rychlost
- roste jeho pohybová
energie, ale naopak se snižuje jeho výška nad nejnižším bodem - klesá
polohová energie
- v nejnižším bodě (kyvadlo je právě ve svislépoloze)
má kyvadlo nulovou
polohovou (potenciální) energii, ale naopak nejvyšší rychlost, tedy
maximální
pohybovou energii
- v dalším pohybu se kyvadlo opět vychyluje a pohybuje
vzhůru, zvyšuje
svoji potenciální energii, ale snižuje rychlost - klesá kinetická
energie
- v okamžiku, kdy se kyvadlo dostane do nejvyššího bodu
(maximální
vychýlení) se
na okamžik zastaví, má nulovou kinetickou energii, ale maximální
potenciální energii
- celý děj se opakuje od začátku
- lze dokázat:
- kinetická energie v nejnižším bodě pohybu je stejná
jako potenciální energie v
nejvyšším bodě pohybu
- součet potenciální a kinetické energie v každém bodě
dráhy pohybu je stejný,
tedy celková energie je konstantní.
Poznámka: oba
případy takto fungují v ideálním případě, kdy nedochází ke ztrátám
vlivem
odporu prostředí (tření, odpor vzduchu atd.). Např. u kyvadlových hodin
musíme kyvadlu po celou dobu dodávat ztracenou energii, kterou dodává
třeba natažené pero hodin, nebo závaží.
Při některých mechanických dějích dochází k
vzájemné přeměně polohové
(potenciální) a pohybové (kinetické) energie. Celková mechanická
energie je po celou dobu děje konstantní.
Pozn.: obecně při všech
dějích dochází k řeměnám různých
druhů energií.
Např. ztráty kyvadla při pohybu vlivem tření se mění v tepelnou energii
(bude probíráno později).
