מחשבים אנרגיית גובה, שנקראת גם אנרגיה פוטנציאלית כובדית, או מסה וגובה. המחשבון מראה גם באיזו מהירות הגוף יגיע לקרקע.
מה רוצים לחשב?
E = m · g · h
ממלאים את הנתונים, והתשובה מופיעה כאן מיד.
הפתרון המלא, צעד אחר צעד
מה זה אנרגיית גובה?
אנרגיית גובה היא האנרגיה שיש לגוף בגלל הגובה שלו. כשהגוף נופל, האנרגיה הזו הופכת לאנרגיית תנועה.
את הגובה מודדים ביחס לרמה שבוחרים, בדרך כלל הרצפה או הקרקע, וקוראים לה רמת ייחוס. להסבר המלא קראו את המאמר אנרגיית גובה.
הנוסחה
E אנרגיה · m מסה · g תאוצת הנפילה · h גובה
- כשמחפשים מסה: m = E / (g · h)
- כשמחפשים גובה: h = E / (m · g)
מגובה למהירות
כשגוף נופל בלי התנגדות אוויר, כל אנרגיית הגובה הופכת לאנרגיית תנועה. משווים בין שתי הנוסחאות ומקבלים את המהירות בתחתית:
שימו לב שהמסה הצטמצמה. גוף כבד וגוף קל, שנופלים מאותו גובה, מגיעים לקרקע באותה מהירות. המחשבון מציג את המהירות הזו מתחת לתשובה. עוד במאמר שימור אנרגיה.
תרגיל פתור: ספר נופל ממדף
תרגיל פתור
הנתונים: ספר שמסתו 2 ק”ג מונח על מדף בגובה 1.5 מטר.
השאלה: מה אנרגיית הגובה שלו ביחס לרצפה? ובאיזו מהירות יפגע ברצפה אם ייפול?
- מציבים בנוסחה, עם g של 10:
E = 2 · 10 · 1.5 = 30 J - המהירות בתחתית:
v = √(2 · 10 · 1.5) = √30 ≈ 5.5 m/s
התשובה: אנרגיית הגובה היא 30 ג’אול, והספר יפגע ברצפה במהירות של כ־5.5 מטר לשנייה.
טעויות נפוצות
- גובה בסנטימטרים. בנוסחה הגובה במטרים. 80 ס”מ הם 0.8 מטר.
- מסה בגרמים. 300 גרם הם 0.3 ק”ג.
- מודדים גובה מרמה לא נכונה. הגובה נמדד מרמת הייחוס שבחרתם, ולא תמיד מהקרקע.
שאלות נפוצות
מה זה אנרגיה פוטנציאלית?
אנרגיה שאגורה בגוף בגלל המיקום או המצב שלו. אנרגיית גובה היא סוג אחד שלה. סוג אחר הוא אנרגיה אלסטית של קפיץ.
למה המהירות בתחתית לא תלויה במסה?
כי גם אנרגיית הגובה וגם אנרגיית התנועה גדלות עם המסה באותו יחס. כשמשווים ביניהן, המסה מצטמצמת.
האם אנרגיית גובה יכולה להיות שלילית?
כן, כשהגוף נמצא מתחת לרמת הייחוס, למשל בבור מתחת לרצפה.
רוצים ללמוד פיזיקה בלי להיתקע?
בקורסים של פיזיקס יש שיעורי וידאו מסודרים, מכיתה ז׳ ועד הבגרות, וחוברת תרגול עם פתרון וידאו לכל תרגיל.
לכל הקורסיםרוצים קודם לתרגל לבד? הורידו חוברת תרגול בחינם