Modelo de conservación de energía de montaña rusa
Calcular el cambio de energía de un vagón de montaña rusa en un sistema cuando se conocen los cambios en otros componentes y flujos de energía (HS-PS3-1).
Parámetros del sistema
Defina los cambios de energía (ΔE) para los componentes de un sistema de tres partes. El cambio total en la energía del sistema debe ser igual a la energía transferida hacia dentro y hacia fuera.
Positivo = Energía añadida al sistema. Negativo = Energía perdida al entorno.
Cálculo del objetivo
Calcula el cambio en la energía térmica (ΔE t ) para equilibrar el sistema:
Modelo matemático
ΔE total del sistema = E entrada/salida
ΔE k + ΔE g + ΔE t = E flujo
1. 100 + (-50) + ΔE t = 0
2. 50 + ΔE t = 0
3. ΔE t = -50 J
Sistema físico: Montaña rusa
La altura del carrito refleja la energía potencial (ΔE g ). La velocidad/desenfoque refleja la energía cinética (ΔE k ).
Gráfico de barras de cambios de energía (ΔE)
Supuestos y limitaciones del modelo
Todos los modelos computacionales tienen limitaciones. Para completar esta simulación, revise las suposiciones de nuestra sencilla ecuación de tres variables e identifique qué transferencias de energía del mundo real faltan.
Pregunta: ¿Este modelo computacional tiene en cuenta la energía perdida debido al sonido o a la deformación permanente de la vía?