Forces and Energy

Florida International University      Name:____________________      Panther ID:__________________    Worksheet 1.5 Forces and Energy  1.   You have an isolated system of two massed objects.  a.   Reflecting back on the example of Katie dropping the tennis ball, how do you think a  gravitational force  would change with respect to distance between the  two massed objects (the ball and the ground)?          b.   Explain in words what you think would happen to the potential energy as the massed objects move together. Why does the potential energy change in this way?           c.   After examining the axes below, now draw a graph indicating how the  potential  energy  of the system changes with distance between the two masses. We will  define the potential energy of the two masses at a great distance (where they don't interact) as starting at the distance axis. (Hint: Where would objects at a great distance be located on your distance axis? This is the starting point.)     d.    Since the system is isolated, what do you think will happen to the kinetic energy as the potential energy changes?         Distance between objects (r)  Po te nt ia l e ne rg y 

Florida International University      Name:____________________      Panther ID:__________________    2.   Now let us think about an isolated system consisting of two  oppositely charged species .   a.   How do you think an  electrostatic force  would change with respect to distance  between two  oppositely charged species ? (Reflect back to the electric field  hockey simulation if needed).            b.   Explain in words what you think would happen to the potential energy as the two opposite charged species move together. Why does the potential energy change in this way?         c.   After examining the axes below, now draw a graph to show how the  potential  energy  of the system changes with distance between the  two opposite charged  species . We will define the potential energy of the two charged objects at a great  distance (where they don't interact) as starting at the distance axis. (Hint: Where would objects at a great distance be located on your distance axis? This is the starting point.)       d.   Since the system is isolated, what do you think will happen to the kinetic energy as the potential energy changes?       Distance between charges (r)  Po te nt ia l e ne rg y 

Florida International University      Name:____________________      Panther ID:__________________    3.   Now you have an isolated system consisting of two  charged  species of the  same sign .   a.   How do you think an  electrostatic force  would change with respect to distance  between two  charged species of the same sign ? (Reflect back to the electric field  hockey simulation if needed).           b.   Explain in words what is happening to the potential energy as the  two charged  species of the same sign  move together. Why does the potential energy change in  this way?          c.   After examining the axes below, now draw a graph to show how the  potential  energy  of the system changes with distance between the  two charged species of  the same sign . (Hint: Where would objects at a great distance be located on your  distance axis? This is the starting point.)         4.   Comparing the potential energy graphs in 2c and 3c, do they look similar or different? Explain.   Distance between charges (r)  Po te nt ia l e ne rg y