Energia kinetyczna i potencjalna – 15 zadań online

Jak rozwiązywać zadania z energii?

Energia kinetyczna zależy od masy i kwadratu prędkości: E_k = mv²/2. Energia potencjalna grawitacji względem wybranego poziomu odniesienia wynosi E_p = mgh.

Jeżeli pomijamy opory ruchu, suma energii kinetycznej i potencjalnej jest stała: E_m = E_k + E_p = const. W zadaniach szkolnych w tym teście przyjmujemy g = 10 m/s², jeśli treść nie mówi inaczej.

Do kontroli obliczeń możesz wykorzystać kalkulator energii kinetycznej i potencjalnej.

Najważniejsze wzory

Zasada zachowania energii

Podczas swobodnego spadku ubytek energii potencjalnej zamienia się w energię kinetyczną. Dla ciała puszczonego z bezruchu z różnicy wysokości Δh otrzymujemy v = √(2gΔh).

Przy rzucie pionowym w górę energia kinetyczna maleje, a potencjalna rośnie. W najwyższym punkcie prędkość chwilowo wynosi zero, dlatego mv₀²/2 = mgh.

Jednostki i częste pułapki

Podstawową jednostką energii jest dżul (J), a 1 kJ = 1000 J. Jeśli prędkość podano w km/h, przed użyciem wzoru na energię kinetyczną trzeba zamienić ją na m/s: v[m/s] = v[km/h]/3,6.

Pamiętaj też, że dwukrotny wzrost prędkości oznacza czterokrotny wzrost energii kinetycznej, ponieważ we wzorze występuje v².

Co obejmuje test?

W zestawie pojawiają się obliczenia Eₖ i Eₚ, wyznaczanie masy, prędkości i wysokości, energia mechaniczna, brakująca składowa energii, swobodny spadek, rzut pionowy, przemiana energii między dwiema wysokościami, km/h oraz kJ.

Na trudniejszych poziomach częściej występują liczby dziesiętne i zadania wymagające połączenia zasady zachowania energii z przekształceniem wzoru.