lu.se

Nationellt resurscentrum för fysik

Institutionen för Fysik, Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Mekanisk energi: Lägesenergi och rörelseenergi

Fritt fall, pendlar och berg- och dalbanor

Ett första exempel på omvandlingar är att diskutera energiomvandlingar när man lyfter upp en boll (eller något annat) och sedan släpper den. Bollen har då lägesenergi i högsta punkten och den omvandlas till rörelseenergi, när bollen rör sig allt fortare tills den kommer ner till golvet eller marken. (Läs mer om fallande föremål)

I en pendel (något föremål i snöre eller en gunga) kan man tillföra lägesenergi genom att dra ut föremålet/gungan en bit, så att den kommer högre upp. Gungan rör sig sedan snabbare och snabbare (får ökad rörelseenergi) tills den passerar nedersta punkten (har minst lägesenergi och störst rörelseenergi) och sedan rör sig långsammare (får minskad rörelseenergi, medan lägesenergin ökar) till den kommer till vändläget som är högsta punkten, där rörelseenergin är noll och lägesenergin är hög. (Läs mer om pendlar)  

Se en drastisk föreläsningsdemonstration av detta. Man kan också visa detta på en lekplats, och dra upp en gunga nära ansiktet och släppa den och försöka stå kvar. (Det är lätt att rygga tillbaka om man inte har en vägg bakom.)

En annan vanlig läroboksillustration är berg- och dalbanor. I klassiska berg- och dalbanor dras tåget först upp till högsta punkten och får sedan rulla fritt. I Lisebergs nya berg- och dalbana, Helix, ligger stationen istället i högsta punkten och tåget rullar ut, över ett krön där man är upp och ned, och sedan in i en kurva, innan ytterligare energi tillförs. 

Energiprincipen kan användas för att göra beräkningar på farten i olika punkter: Om man försummar energi"förluster" (dvs omvandling till värme) kan man använda att summan av lägesenergi (mgh) och rörelseenergi (mv2/2) är konstant. Eftersom massan kommer in i båda uttrycken kan man också skriva att

     v2/2 +g h = konstant 

(Se också några övningsexempel)