8.12
마찰이 없는 포물선 램프에서 스케이트를 타는 스케이터를 생각해 보면, 스케이터에게 작용하는 힘은 위치 에너지 곡선의 음의 기울기에 의해 주어집니다. 경사로의 바닥에서 스케이터에게 작용하는 힘은 0입니다.
가상의 위치 에너지 다이어그램을 생각해 보십시오. 스케이터에게 작용하는 알짜 힘은 점 x1에서 0이 되고 마찬가지로 점 x2에서 0이 됩니다.
포인트 x1에서 멀어지는 모든 변위는 포인트 x1을 향하는 스케이터에 복원력을 초래합니다.
반면에, 포인트 x2에서 스케이터의 모든 변위는 포인트 x2에서 멀어지는 힘을 초래할 것입니다.
위치 에너지 곡선의 최소값은 안정적인 평형점인 반면, 최대값은 불안정한 평형점입니다.
스케이터의 총 에너지가 E2 인 경우, 스케이팅 선수는 탈출하여 포인트 x2를 넘어설 수 있습니다. 그러나 총 에너지가 E1이면 스케이터는 위치 x0과 x2 사이에 갇히게 됩니다.
에너지 다이어그램은 시스템의 역학을 이해하는 데 중요합니다. 에너지 다이어그램의 토폴로지는 시스템의 평형점을 설명하는 데 도움이 됩니다.
에너지 다이어그램에서 시스템의 위치 에너지가 가장 낮은 지점을 로컬 최소값이라고 합니다. 시스템은 순 힘에 의해 작용하지 않는 한…