Jak Pole Voltižní Works

r, točivý moment a energetiku Práce, jste se dozvěděli vše o potenciální energii (PE) a kinetická energie (KE). Pokusme se přijít na to, jak vysoké skokan o tyči mohl trezoru, kdyby měl naprosto dokonalou techniku. Kdyby běžel tak rychle, jak kýmkoliv na světě, a jeho klenba pohyb byl tak dokonalý, že neztrácel energii.

Za prvé, budeme zjistit svou kinetickou energii, když běží na plné obrátky, a poté budeme vypočítat, jak vysoko by mohl trezoru, pokud použil všechny ty KE zvýšit jeho výšku, a proto, jeho potenciální energie (PE) bez plýtvání nic z toho. Kdyby se převede všechny své KE na PE, pak můžeme vyřešit rovnici jejich nastavením navzájem rovné:
1/2 mv ^{2 = mgh}

Vzhledem k tomu, hmotnost je na obou stranách rovnice, můžeme eliminovat tento termín. To dává smysl, protože obě KE a PE zvýšení se zvyšující se hmotností, takže v případě, že běžec je těžší, jeho PE a KE jak zvyšovat, tak. Takže budeme eliminovat masovou termín a uspořádat věci trochu řešit pro h:
1/2 V ^{2 /g = h}

Řekněme, že náš skokan o tyči může běžet tak rychle, jak někdo na světě , Právě teď, světový rekord pro běh 100 m je těsně pod 10 sekund. To dává rychlost 10 m /s. Víme také, že gravitační zrychlení je 9,8 m /s ^{2. Takže teď můžeme vyřešit pro výšku:
1/2 x (10 2 /9,8) = 5,1 m}

So 5,1 metrů je výška, že skokan o tyči by mohlo zvýšit jeho těžiště, jestliže on konvertoval všechny jeho KE do PE. Ale jeho těžiště není na zemi; to je ve středu jeho těla, asi 3 stop (1 m) nad zemí. Takže nejlepší výška tyč skokan mohli dosáhnout, je ve skutečnosti asi 20 stop (6,1 m). On může být schopen získat trochu více výšky pomocí speciální techniky, jako je tlačí pryč od vrcholu tyče, nebo jak opravdu dobrý skok před vzletem
Klikněte na ". Play " sledovat skoku o tyči.

v animaci výše, můžete vidět, jak změny v energetických ve skoku o tyči jako on dělá úložiště. Když se začíná, a to jak jeho potenciální a kinetická energie jsou nulové. Když se začne běžet, že zvýší svou kinetickou energii. Pak, když rostliny tyč a začne jeho trezoru, on obchoduje svou kinetickou energii na potenciální energii. Jako pólovými ohyby, pohlcuje mnoho jeho kinetické energie, stejně jako stlačení pružiny. On pak používá potenciální energii uloženou v pólu zvýšit jeho tělo nad břevno. Na vrcholu jeho trezoru, on převede většinu své kinetické energie na potenciální energii.

Naše kalkulace porovnává docela dobře s aktuální venkovní světový r