1.4 Energi i et svingende system

Energibetragtninger for et snorpendul.

 

Pendul     A                                           B                                           C  

 

 

A                                              B                                                  C

Epot = max.                              Epot = 0                                  Epot = max.

Ekin  = 0                                 Ekin = max.                                   Ekin = 0

Epot = m * g * h                    Ekin = ½ *m x v2                      Epot = m *g * h

 

Situation A og C er yderpositionerne, hvor loddet lige netop er i ro (farten er 0 m/s). Her har loddet ingen kinetisk energi (bevægelsesenergi), til gengæld er den potentielle energi (beliggenhedsenergi) maksimal – her er loddet højest over 0-niveau (f.eks. jordoverfladen eller gulvet).

I situation B har loddet sin største fart, og her har loddet maksimal kinetisk energi. Til gengæld er højden over 0-niveau 0 (nul), og loddet har ingen potentiel energi

(Epot = m * g * h = 0, hvis h = 0).

I mellemsituationerne mellem A og B og mellem B og C har loddet såvel kinetisk som potentiel energi. Loddets samlede energi er stort set konstant, d.v.s. Epot + Ekin = konstant. Ændringer i Epot fører også til ændringer i Ekin og omvendt. Hvad loddet f.eks. mister i Epot fra A til B vinder det i Ekin – farten bliver jo større og større. P.g.a. luftmodstand mod loddet og gnidningsmodstand i tråden mister loddet hele tiden en lille smule energi, hvorfor udsvingenes amplitude (størrelse) hele tiden bliver mindre og mindre. Der opstår herved dæmpede svingninger. Loddets svingningstid er dog hele tiden den samme. Hvorfor?