Mekanisk energi

Cyklistens mekaniske energi

I tidligere artikler analyserede vi grundigt kinetisk energi og alt relateret til det. I dette tilfælde fortsætter vi med træningen og fortsætter med at studere mekanisk energi. Denne type energi er, hvad der produceres af en krops arbejde. Det kan overføres mellem andre kroppe. Man kan sige, at det er summen af ​​den kinetiske energi, der produceres af legemsbevægelse, med den elastiske og / eller tyngdekraftenergi. Denne energi produceres gennem samspillet mellem kroppe i forhold til den position, som hver enkelt har.

I dette indlæg lærer du alt relateret til mekanisk energi, fra hvordan det fungerer til hvordan man beregner det og dets hjælpeprogrammer. Vil du gerne lære mere om det? Fortsæt læsning 🙂

Forklaring af mekanisk energi

Mekanisk energi

Lad os tage et eksempel for at gøre det let at forstå. Lad os tænke på et objekt, der smides fra en afstand fra jorden. Objektet vil have en tidligere kinetisk energi, fordi det bevæger sig. Efterhånden som den skrider frem, erhverver den en hastighed og tyngdekraftenergi, når den er hævet over jordoverfladen. Lad os kaste en bold som et eksempel.

Under hensyntagen til, at vores arm udøver arbejde på bolden, overfører den den kinetiske energi til den, så den kan bevæge sig. I dette eksempel skal vi overveje ubetydelig friktionskraft med luft Ellers ville det gøre beregninger og lære begrebet meget vanskeligt. Når kuglen er kastet og er i luften, bærer den den kinetiske energi, der driver den til at bevæge sig, og tyngdepotentialenergien, der trækker den til jorden, fordi den er forhøjet.

Det skal altid huskes, at vi udsættes for tyngdekraften. Jordens tyngdekraft skubber os mod jorden med en acceleration på 9,8 meter pr. sekund i anden. Begge kræfter, der interagerer med bolden, har forskellig hastighed, acceleration og retning. Derfor er mekanisk energi resultatet af begge energier.

Måleenheden for mekanisk energi er ifølge det internationale system joule.

formel

Kaste en bold

For fysikere oversættes beregning af mekanisk energi til summen af ​​kinetisk energi og tyngdepotentiale. Dette udtrykkes ved formlen:

Em = Ec + Ep

Hvor Em er den mekaniske energi, Ec den kinetiske og Ep potentialet. Vi så formlen for kinetisk energi i et andet indlæg. Når vi taler om tyngdepotentialenergi, taler vi om resultatet af massetider højde og tyngdekraft. Multiplikationen af ​​disse enheder viser os den objekts potentielle energi.

Princippet om bevarelse af energi

En motorcykels mekaniske energi

Lærere har altid insisteret igen og igen, at energi hverken skabes eller ødelægges, men transformeres. Dette bringer os til princippet om energibesparelse.

Når mekanisk energi kommer fra et isoleret system (et hvor der ikke er nogen friktion) baseret på konservative kræfter (som bevarer systemets mekaniske energi) dens resulterende vil forblive konstant. I en anden situation vil kroppens energi være konstant, så længe ændringen kun sker i energitilstanden og ikke i dens værdi. Det vil sige, hvis energi omdannes fra kinetisk til potentiale eller til mekanisk.

For eksempel, hvis vi kaster bolden lodret, vil den have al kinetisk og potentiel energi i opstigningsøjeblikket. Men når den når sit højeste punkt og stoppes uden forskydning, har den kun tyngdepotentialenergien. I dette tilfælde spares energi, men i potentiel tilstand.

Dette fradrag kan udtrykkes matematisk med ligningen:

Em = Ec + Ep = konstant

Eksempler på øvelser

Øvelser og problemer

For at tilbyde dig en bedre undervisning i denne type energi vil vi sætte et par eksempler på øvelser, og vi løser dem trin for trin. I disse spørgsmål vil vi involvere de forskellige typer energi, som vi hidtil har set.

  1. Kontroller den forkerte mulighed:
  2. a) Kinetisk energi er den energi, som en krop har, fordi den er i bevægelse.
  3. b) Det kan siges, at tyngdepotentialenergi er den energi, som et legeme har, fordi det er placeret i en bestemt højde over jordens overflade.
  4. c) Den samlede mekaniske energi i et legeme er fælles, selv med friktion.
  5. d) Universets samlede energi er konstant og kan omdannes fra en form til en anden; det kan dog ikke oprettes eller ødelægges.
  6. e) Når et legeme har kinetisk energi, er det i stand til at udføre arbejde.

I dette tilfælde er den forkerte mulighed den sidste. Arbejdet udføres ikke af det objekt, der har den kinetiske energiDet er kroppen, der har givet dig den energi. Lad os gå tilbage til boldeksemplet. Ved at smide det i luften er det dem, der gør arbejdet for at give det kinetisk energi til at bevæge sig.

  1. Lad os sige, at en bus med masse m kører langs en bjergvej og ned ad en højde h. Buschaufføren holder bremserne på for at undgå at styrte ned ad bakke. Dette holder hastigheden på bussen konstant, selv når bussen er faldende. I betragtning af disse betingelser skal du angive, om det er sandt eller falsk:
  • Variationen i bilens kinetiske energi er nul.
  • Bus-Earth-systemets mekaniske energi bevares, da bussens hastighed er konstant.
  • Den samlede energi i bus-jord-systemet er bevaret, selvom en del af den mekaniske energi omdannes til intern energi.

Svaret på denne øvelse er V, F, V. Det vil sige, den første mulighed er sand. Hvis vi går til formlen for kinetisk energi, kan vi se, at hvis hastigheden er konstant, forbliver den kinetiske energi konstant. Mekanisk energi bevares ikke, da tyngdepotentialet fortsætter med at variere, når de falder ned fra højder. Den sidste er sand, da køretøjets indre energi vokser for at holde kroppen i bevægelse.

Jeg håber, at du med disse eksempler kan lære bedre om mekanisk energi og bestå de fysiske prøver, der koster så meget for mange mennesker 😛


Vær den første til at kommentere

Efterlad din kommentar

Din e-mailadresse vil ikke blive offentliggjort. Obligatoriske felter er markeret med *

*

*

  1. Ansvarlig for dataene: Miguel Ángel Gatón
  2. Formålet med dataene: Control SPAM, management af kommentarer.
  3. Legitimering: Dit samtykke
  4. Kommunikation af dataene: Dataene vil ikke blive kommunikeret til tredjemand, undtagen ved juridisk forpligtelse.
  5. Datalagring: Database hostet af Occentus Networks (EU)
  6. Rettigheder: Du kan til enhver tid begrænse, gendanne og slette dine oplysninger.