Question

Пружинний пістолет заряджають кулькою і стріляють угору. Які перетворення енергії при цьому відбуваються?

Answer 1

Заряджаючи пістолет, стискають пружину— надають їй потенціальної енергії. Під час пострілу потенціальна енергія пружини перетворюється на механічну енергію кульки (пружина розпрямляється, а кулька розганяється, рухаючись угору). Під час польоту вгору кінетична енергія кульки перетворюється на потенціальну енергію (з висотою швидкість кульки зменшується). У найвищій точці траєкторії кулька зупиняється — кінетична енергія дорівнює 0, і повна механічна енергія кульки дорівнює потенціальній енергії. Під час руху донизу потенціальна енергія кульки перетворюється на кінетичну.

Answer 2

При стрільбі пружинним пістолетом угору відбуваються різні перетворення енергії. Основні з них:

1. Механічна енергія витрачається на зарядження пружини: Коли кулька заряджається в пістолеті, витрачається механічна енергія, щоб стиснути пружину пістолета і зберегти потенційну енергію у ній. Це зберігання потенційної енергії в пружині.

2. Кінетична енергія кульки: Коли пістолет випускає кульку, потенційна енергія в пружині перетворюється на кінетичну енергію руху кульки. Кулька отримує швидкість і починає рухатися угору під дією зарядженої пружини.

3. Гравітаційна потенціальна енергія: Коли кулька піднімається угору, вона набуває гравітаційної потенціальної енергії. Чим вище кулька піднімається, тим більше енергії накопичується в ній завдяки її висоті над землею.

4. Кінетична енергія та потенціальна енергія системи: У верхній точці траєкторії кульки її кінетична енергія досягає нуля, оскільки швидкість стає нульовою, але гравітаційна потенціальна енергія досягає свого максимуму. Це момент, коли всі перетворення енергії стають видимими.

5. Потенційна енергія перетворюється на кінетичну: Після досягнення верхньої точки траєкторії кулька починає падати під дією сили тяжіння. Під час падіння гравітаційна потенціальна енергія перетворюється на кінетичну енергію руху.

6. Часткова втрата енергії: Під час руху кульки угору і падіння назад, деяка енергія втрачається через опір повітря та інші неідеальності в руху системи. Це може призводити до меншої висоти падіння порівняно з початковим станом або зменшення кінетичної енергії кульки.

Важливо зауважити, що при урахуванні різних втрат енергії система не є ідеальною, але перетворення енергії, описані вище, є основними принципами руху пружинного пістолета.