تبدیل انرژی پتانسیل گرانشی به انرژی مکانیکی

قانون اول ترمودینامیک می گوید انرژی نه به وجود می آید و نه از بین می رود. بلکه می تواند از یک حالت به حالت دیگر تبدیل شود. یک نوع از انرژی که ما با آن بیشتر آشنا هستیم انرژی جنبشی است. انرژی پتانسیل گرانشی، انرژی موجود در یک شی است.

یک شی در هوا دارای انرژی پتانسیل گرانشی بیشتر است زیرا موقعی که رها می شود، آن شروع به حرکت می کند و انرژی اش تبدیل به انرژی جنبشی می شود. انرژی برحسب ژول اندازه گیری می شود که برابر است با :

1-   چهار عدد سی دی

2-   لوله محکم مقوایی

3-   وزنه یک کیلوگرمی

4-   پیچ

5-   دو عدد رولپلاک چوبی با قطر 1 سانتی متر

6-   میخ

7-   چسب

8-   رول نواری

9-   قیچی یا کاتر

10-  باندهای لاستیکی

11-  جعبه کفش

1-  از یک بزرگ تر برای ایجاد سوراخ هایی در جعبه کفش کمک بگیرید. این سوراخ ها باید به اندازه کافی بزرگ باشند تا رولپلاک ها در آن ها آزادانه حرکت کنند.

2-  سی دی ها را به عنوان چرخ بر روی جعبه وصل کنید. آن ها باید به آسانی بچرخند.

3-  هر سی دی را به وسیله باند کشی محکم کنید.

4-  از یک بزرگ تر کمک بگیرید، به طوری که یک مستطیل انتهای جعبه برش زده شود و مستقیما بالای رولپلاک باشد.

5-  لوله مقوایی محکم را بردارید و میخ را از بالای آن وارد کنید. مرکز رول نواری را بر روی میخ آویزان کنید، به طوری که آن به آسانی بچرخد.

6-  از چسب گرم برای نگه داشتن انتهای لوله مقوایی به مرکز ماشین استفاده کنید، به طوری که انتهایش با نوار رولی عمود باشد.

7-  وزنه یک کیلوگرمی را به یک انتها پیچ کنید.

8-  وزنه را نزدیک به بالای لوله مقوایی نگه دارید،از بالا به رول نواری و از پایین نسبت به پنجره مستطیل شکلی که در مرحله 4 ساخته اید پیچ کنید.

9-   پیچ را اطراف میخ آزادانه بپیچید به طوری که بتواند خودش را باز کند.

10-  نتیجه مشاهدات خود را یادداشت کنید.

نتیجه:

با رها کردن وزنه ماشین به جلو حرکت خواهد کرد. در واقع باتوجه به موقعیتی که وزنه دارد، دارای انرژی پتانسیل گرانشی می باشد و زمانی که سقوط می کند انرژی پتانسیل گرانشی به انرژی جنبشی تبدیل می شود. انرژی جنبشی وزنه و پیچ، رولپلاک را که به عنوان محور ماشین استفاده می شود، حرکت می دهد. حرکت کردن کاشین به جلو، یک فرآیند تبدیل انرژی جنبشی به انرژی مکانیکی است.

منبع : سایت تبیان