回覆列表
-
1 # 就別170922571
-
2 # 瀟軒
這個問題是簡單的高中物理知識,我先說答案吧。
豎直平面內做勻速圓周運動的小球機械能是否守恆?答案是不守恆的。
機械能要守恆,只能在保守力場中系統不受到其他的外力作用。在你提出的問題中,引力場肯定是保守力,但你的問題有一個前提,小球是勻速圓周運動——這個肯定是受到除了引力之外的外力的作用了,所以整個系統能量守恆,但機械能不守恆。
為什麼會這樣?
你想一想,機械能是重力勢能與動能的和。
在豎直平面內做勻速圓周運動的小球,其速度大小不變,所以動能不變。但是,這個小球的高度在變化,所以重力勢能也在變化。因此,動能與勢能的和是機械能,這個機械能也是隨著時間在變化。因此,這個系統的機械能是不守恆的。
換句話說,如果小球只有重力做功的話,那麼這個小球在豎直平面內做圓周運動的時候肯定不能是勻速率的。
機械能:動能和勢能的總和。
動能:因為運動而具有的能量。
勢能:通常指重力勢能或彈性勢能。
研究物件:豎直平面內做勻速圓周運動的小球,視為質點。
假設:
1.小球無形變;
2.小球處於地球上,受重力作用;
3.忽略摩擦。
推導:
1.勻速圓周運動-速率恆定-動能為一定值;
2.豎直平面內做勻速圓周運動-重力勢能隨豎直高度變化而變化-勢能呈週期性變化規律;
3.機械能=動能+勢能,不守恆。
從整體來看,小球在勢能增加的過程中,如若沒有外界能量的輸入,動能是會隨之減少的。而要想讓小球在豎直平面內保持勻速圓周運動,必須得有外界的力作用在小球上。從這方面也可理解為什麼小球的機械能不守恆。