Energi
Oppgave
En kloss med en masse på 10 kg blir holdt i en høyde på 3.5 m over bakken. Hva er klossens potensielle energi:
- relativt til bakken?
- relativt til 3.5 m over bakken?
- relativt til 1.0 m under høyden hvor vi holder klossen?
Løsningsforslag
Vi starter med å lage en figur som viser situasjonen:
I oppgave a) skal vi velge nullnivå til å være på bakken. Klossen har da en høyde over nullnivå på \(h_1 = 3.5 m\). Dette gir oss:
\begin{align*} E_{p1} &= mg h_1 = 10 \mbox{ kg} \cdot 9.8 \mbox{ m/s}^2 \cdot 3.5 \mbox{ m} \\ &= 343 \mbox{ J} \approx \underline{\underline{3.4 \mbox{ kJ}}} \end{align*}Dersom vi velger nullnivå til 3.5 m over bakken, er vi på nullnivået, dvs. at vi har en høyde over nullnivå på \(h_2 = 0\). Dette gir oss en potensiell energi på:
\begin{align*} E_{p2} = \underline{\underline{0}} \end{align*}Dersom nullnivået er 1.0 m under hvor klossen befinner seg, har klossen en høyde på \(h_3 = 1.0 \mbox{ m}\) over nullnivå. Dette gir oss:
\begin{align*} E_{p3} &= mg h_3 = 10 \mbox{ kg} \cdot 9.8 \mbox{ m/s}^2 \cdot 1.0 \mbox{ m} \\ &= \underline{\underline{98 \mbox{ J}}} \end{align*}