Hur ska man tänka här? (Fysik/Fysik 1)

Ja, du har rätt. Med jämviktsläge menar man det läge som pendeln kan hänga stilla i.

För de flesta system kan du hitta ett stabilt jämviktsläge genom att fundera på i vilket läge systemet hamnar om man låter det "svänga klart". Pendeln kommer då hänga rakt ned i det här fallet.

För att ta reda på bollens hastighet kan du studera hur lägesenergi omvandlas till rörelseenergi.

Det gör inget att du inte vet massan från början. Kalla den okända massan $m$ och låtsas att den är känd.

Sätt nollnivån för den potentiella energin i det läge då bollen hänger rakt ned.

a) Vad är den potentiella energin på höjden 10cm? Kan du teckna ett uttryck?

b) Kan du teckna ett uttryck för den kinetiska energin då bollen svischar förbi jämviktsläget? Vad är den potentiella energin här?

c) Kan du sätta ihop eller jämföra uttrycken från a) och b) givet att du vet att den mekaniska energin ska vara bevarad, lägesenergi omvandlas till rörelseenergi?

Precis, den nedersta punkten kallas för jämviktsläget.

Det enklaste är att använda energiprincipen, dvs att all mekanisk energi är lika stor vid alla lägen i banan. Det som sker är omvandlingar mellan rörelseenergi och lägesenergi.

I läget högst upp står bollen stilla, vilket innebär att all energi finns som lägesenergi. Om vi väljer det nedersta läget som nollnivå innebär det att vi inte har någon lägesenergi där. Då finns all energi som rörelseenergi.

Kan du teckna en ekvation som beskriver att lägesenergin i högsta läget är lika stor som rörelseenergin i lägsta läget?

Guggle skrev:
Ja, du har rätt. Med jämviktsläge menar man det läge som pendeln kan hänga stilla i.
För de flesta system kan du hitta ett stabilt jämviktsläge genom att fundera på i vilket läge systemet hamnar om man låter det "svänga klart". Pendeln kommer då hänga rakt ned i det här fallet.
För att ta reda på bollens hastighet kan du studera hur lägesenergi omvandlas till rörelseenergi.
Det gör inget att du inte vet massan från början. Kalla den okända massan $m$ och låtsas att den är känd.
Sätt nollnivån för den potentiella energin i det läge då bollen hänger rakt ned.
a) Vad är den potentiella energin på höjden 10cm? Kan du teckna ett uttryck?
b) Kan du teckna ett uttryck för den kinetiska energin då bollen svischar förbi jämviktsläget? Vad är den potentiella energin här?
c) Kan du sätta ihop eller jämföra uttrycken från a) och b) givet att du vet att den mekaniska energin ska vara bevarad, lägesenergi omvandlas till rörelseenergi?

a) $E_{p}=mgh \Rightarrow E_{p}=m\cdot9,82\cdot10$

b) I jämviktsläget så är den potentiella energin 0 men den kinetiska energin är exakt lika stor som $E_{p}$ var vid höjden 10cm. Jaha, så jag ska då alltså bara sätta $E_{p}=E_{k} \Rightarrow m\cdot10\cdot9,82=\frac{mv^{2}}{2}$ Nu kan jag förkorta m och då får jag fram hastigheten vit jämviktsläget.

Har jag löst den nu då??? Jag blir jätteglad om jag har förstått hela konceptet, det kan resultera i ett mycket högt betyg i kommande prov! :)

Teraeagle skrev:
Precis, den nedersta punkten kallas för jämviktsläget.
Det enklaste är att använda energiprincipen, dvs att all mekanisk energi är lika stor vid alla lägen i banan. Det som sker är omvandlingar mellan rörelseenergi och lägesenergi.
I läget högst upp står bollen stilla, vilket innebär att all energi finns som lägesenergi. Om vi väljer det nedersta läget som nollnivå innebär det att vi inte har någon lägesenergi där. Då finns all energi som rörelseenergi.
Kan du teckna en ekvation som beskriver att lägesenergin i högsta läget är lika stor som rörelseenergin i lägsta läget?

Lägesenergi = potentiel energi
Rörelseenergi = kinetisk energi

Varför inför man olika begrepp för saker som betyder samma sak, vad finns det för tanke bakom det i det här fallet?

Korra skrev:
Teraeagle skrev:
Precis, den nedersta punkten kallas för jämviktsläget.
Det enklaste är att använda energiprincipen, dvs att all mekanisk energi är lika stor vid alla lägen i banan. Det som sker är omvandlingar mellan rörelseenergi och lägesenergi.
I läget högst upp står bollen stilla, vilket innebär att all energi finns som lägesenergi. Om vi väljer det nedersta läget som nollnivå innebär det att vi inte har någon lägesenergi där. Då finns all energi som rörelseenergi.
Kan du teckna en ekvation som beskriver att lägesenergin i högsta läget är lika stor som rörelseenergin i lägsta läget?
Lägesenergi = potentiel energi
Rörelseenergi = kinetisk energi

Varför inför man olika begrepp för saker som betyder samma sak, vad finns det för tanke bakom det i det här fallet?

Jag tror att ”potentiell” och ”kinetisk” är en försvenskning av engelskans potential energy och kinetic energy. En del tycker att det låter lite finare och mer formellt. Glad, lycklig, munter och belåten är väl ord som också betyder mer eller mindre samma sak. Finns ju massvis med synonymer i svenskan,

Teraeagle skrev:
Korra skrev:
Teraeagle skrev:
Precis, den nedersta punkten kallas för jämviktsläget.
Det enklaste är att använda energiprincipen, dvs att all mekanisk energi är lika stor vid alla lägen i banan. Det som sker är omvandlingar mellan rörelseenergi och lägesenergi.
I läget högst upp står bollen stilla, vilket innebär att all energi finns som lägesenergi. Om vi väljer det nedersta läget som nollnivå innebär det att vi inte har någon lägesenergi där. Då finns all energi som rörelseenergi.
Kan du teckna en ekvation som beskriver att lägesenergin i högsta läget är lika stor som rörelseenergin i lägsta läget?
Lägesenergi = potentiel energi
Rörelseenergi = kinetisk energi

Varför inför man olika begrepp för saker som betyder samma sak, vad finns det för tanke bakom det i det här fallet?
Jag tror att ”potentiell” och ”kinetisk” är en försvenskning av engelskans potential energy och kinetic energy. En del tycker att det låter lite finare och mer formellt. Glad, lycklig, munter och belåten är väl ord som också betyder mer eller mindre samma sak. Finns ju massvis med synonymer i svenskan,

Okej, men från och med nu så tänker jag säga lägesenergi och rörelseenergi. Tack så mycket.

Korra skrev:
Teraeagle skrev:
Varför inför man olika begrepp för saker som betyder samma sak, vad finns det för tanke bakom det i det här fallet?
Jag tror att ”potentiell” och ”kinetisk” är en försvenskning av engelskans potential energy och kinetic energy. En del tycker att det låter lite finare och mer formellt. Glad, lycklig, munter och belåten är väl ord som också betyder mer eller mindre samma sak. Finns ju massvis med synonymer i svenskan,
Okej, men från och med nu så tänker jag säga lägesenergi och rörelseenergi. Tack så mycket.

De vanligast använda termerna på svenska är potentiell- respektive kinetisk energi eftersom man då är extra tydlig med vad man menar. Varför det heter så blir särskilt tydligt när du börjar studera potentialer och potentialfunktioner. Gravitationsfältet är en exempel på ett fält för vilket man kan ställa upp en skalär potential. Det har inget med hur man ska "låta" eller framstå att göra.

https://sv.wikipedia.org/wiki/Kinetisk_energi

https://sv.wikipedia.org/wiki/Potentiell_energi

https://sv.wikipedia.org/wiki/Mekanisk_energi

Inte helt orelaterat dock tror jag man kan vara säker i att påstå att fysiker inte är några höjdare på att namnge saker och ting. Men för att vara rättvis beror det ofta på att fenomen behöver namnges innan man är helt hundra på hur fenomenet uppstår. Gravitation är väl ett sådant fenomen... det kanske visar sig i framtiden om man kommer underfund med vad som faktiskt ger upphov till gravitationen att namnet inte passar alls.

Kan man förväxla rörelseenergi och lägesenergi med något annat, eller på vilket sätt blir det tydligare vad man menar om man använder kinetisk och potentiell? Guggle bekräftar ju i princip det jag skrev, dvs att vissa tycker att det låter finare och mer formellt. Nationalencyklopedin gör inte skillnad på begreppen. Källa.

När jag pluggade strömningsmekanik hade jag en lärare från Frankrike som var upprörd över att många svenskar använder potentiell och kinetisk energi som begrepp eftersom de har sina rötter i latin, vilket han inte tyckte hörde hemma i det svenska språket. Ganska knäppt, jag vet.

Och en del använder båda och förstår inte vad folk menar när de talar om "finare". Ordet "potential" kommer man ändå inte undan när man talar om kraftfält. "Läge" säger man inte.

Teraeagle skrev:
Kan man förväxla rörelseenergi och lägesenergi med något annat, eller på vilket sätt blir det tydligare vad man menar om man använder kinetisk och potentiell? Guggle bekräftar ju i princip det jag skrev, dvs att vissa tycker att det låter finare och mer formellt.

Den intuitiva känslan är att lägesenergi är en energi som "beror av läget" vilket väldigt lätt leder till fel slutsatser eller krystade förklaringar vid t.ex. superelastiska partikelkollisioner, elektromagnetisk fältteori, relativistiska beräkningar eller något så enkelt som energin lagrad i en spiralfjäder.

Potentiell energi är inte riktigt samma sak som lägesenergi, även om vi inom gymnasiemekaniken kan använda det så. Snarare kan man se det som en underform av potentiell energi. Åtminstone om man ska följa den intuitiva definitionen.

Man skulle kunna komma runt problemet och säga "Jag definierar lägesenergi som exakt det fysiker pratar om när de säger potentiell energi". Men då tycker jag nog man gått över ån efter vatten.

Fördelen med att använda de ord och begrepp som alla andra använder är också stora. Jag har därför svårt att se att man ska undvika att använda de korrekta orden bara för att de kan väcka anstöt och avund hos de outbildade.

Hur som helst ska man i gymnasiekursen i fysik lära sig såväl ordet som konceptet potentiell energi. Vare sig man tycker om det eller inte.

Så Nationalencyklopedin har fel? Eller har de bara vandrat över ån?

Jag håller helt med om att man även måste lära sig vad potentiell energi är för något och det är nog den variant som jag själv oftast använder.

Edit: I allmänhet känns det här lite som debatten Holland vs Nederländerna. Det formella och ”mest korrekta” namnet är Nederländerna, men ”Holland” är så pass allmänt utbrett och vanligt att det i praktiken är en synonym till ”Nederländerna”.

Teraeagle skrev:
Så Nationalencyklopedin har fel? Eller har de bara vandrat över ån?

Jag misstänker att om man börjar pressa den som skrivit artikeln så kommer han skyndsamt kasta sig i ån och ta sig vatten över huvudet. Och nej, vi använder varken Nationalencyklopedin eller tidskriften Illustrerad Vetenskap som auktoritär källa för teoretisk fysik. I det här fallet är tom wikipediaartikeln bättre.

För en diskussion om skillnaderna mellan olika former av mekanisk energi hänvisar jag till Classical Mechanics av Goldstein Pool och Safko.

Relativitetsteorin och kvantmekaniken vände väl kanske lite upp och ner på hur man tidigare sett på energi, och ur dessa har det visat sig att potentiell energi är den term som bäst passar in på den modell vi har idag. På Newtons tid så namngav man ju teorier som lagar också - och det ändrades ju när man insåg att det inte var någon passande term att ha för något som kan behöva ändras eller kastas ut helt.