Облици енергије приликом лансирања ракете са флашом за воду

У поређењу са НАСА-иним свемирским шатлом или кинеском свемирском летелицом Шенжоу, ракета са флашама релативно је једноставна ствар - само флаша сода пуна воде и компримованог ваздуха. Али та једноставност је варљива. Ракета са флашама заправо је сјајан начин да се разумеју и размисле о неким основним појмовима у физици, попут различитих облика енергије, њене силе и потенцијала.

Потенцијална енергија

Предмет има потенцијалну енергију захваљујући својој конфигурацији или положају у пољу сила. Ако се два позитивна наелектрисања приближе, повећаће потенцијалну енергију. Ако узмете ваздух и стиснете га, то уноси енергију, а повећани притисак компримованог ваздуха је мера његове потенцијалне енергије по запремини. Када се ракета боце отклопи, ваздух изнутра има већи притисак од спољног, па се шири и избацује воду из боце. За сваку акцију постоји једнака и супротна реакција; па сила надоле коју врши ово ширење и избацивање заузврат гура ракету нагоре. Потенцијална енергија ускладиштена у компримованом ваздуху претвара се у кинетичку енергију.

instagram story viewer

Кинетичке енергије

Кинетичка енергија је енергија кретања. Предмет који се креће или пада попут ракете боце има кинетичку енергију. Молекули и честице унутар предмета такође имају кинетичку енергију, јер непрестано вибрирају или се крећу. Док се молекули гаса сударају са површином материјала који их затвара, они на њега врше силу. Сила подељена површином једнака је притиску. Због тога смањење запремине гаса повећава његов притисак - молекули су ограничени на мању површину, али њихова просечна кинетичка енергија се није променила, па се сила коју они врше на материјал око њих повећава.

Гравитациона потенцијална енергија

Како се ваша ракета подиже, кинетичка енергија кретања претвара се у гравитациону потенцијалну енергију. Ракета се удаљава од Земљине површине, баш као што се кретао негативни и позитивни набој удаљени једна од друге, ракета има већу гравитациону потенцијалну енергију док се пење даље од земљу. Како га гравитација вуче, његова брзина опада док не достигне тачку у којој је сва кинетичка енергија трансформисана у гравитациону потенцијалну енергију. У овом тренутку ракета почиње да пада.

Пад на Земљу

Како ракета боце пада, гравитациона потенцијална енергија се претвара у кинетичку енергију и брзина ракете боце брзо расте. На крају удари о тло, где се његова кинетичка енергија расипа као случајно кретање молекула на коловозу - другим речима, као топлота.

Можете приметити да током успона и пада ракете боце ниједна енергија не „нестаје“ - сва енергија се или трансформише из једног облика у други или се мења из топлоте у трење и отпор ваздуха. Први закон термодинамике држи да се енергија не може створити нити уништити; она се само мења из једног облика у други.

Teachs.ru
  • Објави
instagram viewer