Laske putoavan kappaleen iskuenergia kaavalla E = m·g·h sekä iskunopeus ja keskimääräinen iskuvoima pysähtymismatkan perusteella.
Syötä kappaleen massa ja putoamiskorkeus. Laskuri käyttää kaavaa E = m · g · h.
Anna matka, jolla kappale pysähtyy iskussa, niin laskuri laskee keskimääräisen voiman kaavalla F = E / d. Jätä tyhjäksi, jos et tarvitse.
Iskuenergian laskurilla selvität, kuinka paljon energiaa putoava kappale vapauttaa, kuinka kovaa se osuu ja kuinka suuri voima iskussa syntyy. Syötä massa ja putoamiskorkeus, niin laskuri laskee iskuenergian ja iskunopeuden. Antamalla pysähtymismatkan saat myös keskimääräisen iskuvoiman. Laskuri sopii lukion mekaniikan tehtäviin ja turvallisuusarvioihin.
Putoava kappale muuttaa korkeusenergiansa liike-energiaksi. Iskuhetkellä vapautuva energia on yhtä suuri kuin alkuperäinen potentiaalienergia:
E = m · g · h
Tässä E on iskuenergia (J), m massa (kg), g putoamiskiihtyvyys 9,81 m/s² ja h putoamiskorkeus (m). Energia kasvaa suoraan sekä massan että korkeuden mukana.
Energian säilymisestä saadaan iskunopeus, kun ilmanvastus jätetään huomiotta:
v = √(2 · g · h)
Nopeus riippuu vain putoamiskorkeudesta, ei massasta. Tämä on sama tulos kuin tasaisesti kiihtyvässä liikkeessä, jossa alkunopeus on nolla.
Kun kappale pysähtyy matkalla d, keskimääräinen iskuvoima saadaan energiaperiaatteesta:
F = E / d
Mitä lyhyempi pysähtymismatka, sitä suurempi voima. Tämä selittää, miksi pehmeä alusta tai joustava rakenne vähentää iskun vaikutusta: se pidentää pysähtymismatkaa ja pienentää huippuvoimaa.
Lasketaan iskuenergia 2 kg:n kappaleelle, joka putoaa 10 metrin korkeudelta.
Sama kappale tuottaisi pidemmällä, 20 cm:n pysähtymismatkalla vain noin 981 N voiman – nelinkertainen matka neljäsosaan voimasta.
Anna massa kilogrammoina, korkeus ja pysähtymismatka metreinä. Tällöin energia tulee jouleina, nopeus metreinä sekunnissa ja voima newtoneina. Putoamiskiihtyvyytenä käytetään g = 9,81 m/s². Pysähtymismatka kannattaa antaa huolellisesti, sillä iskuvoima riippuu siitä käänteisesti.
Iskuenergia havainnollistaa energian säilymislakia, joka on lukion fysiikan keskeinen periaate. Potentiaalienergia muuttuu liike-energiaksi ja iskussa edelleen muiksi energiamuodoiksi, kuten muodonmuutos- ja lämpöenergiaksi. Iskuvoiman ja pysähtymismatkan yhteys liittää aiheen myös työ–energia-periaatteeseen ja törmäysten tarkasteluun, jota sovelletaan liikenneturvallisuudessa ja suojavarusteiden suunnittelussa.