Eelmistes artiklites analüüsisime põhjalikult kineetiline energia ja kõik sellega seonduv. Sel juhul jätkame koolitusega ja läheme edasi õppima mehaaniline energia. Seda tüüpi energia on see, mida toodab keha töö. Seda saab üle kanda teiste kehade vahel. Võib öelda, et see on kehade liikumisel tekkiva kineetilise energia summa koos elastse ja / või gravitatsioonilise potentsiaalse energiaga. Seda energiat toodetakse kehade vastastikuse mõju kaudu igaühe positsiooni suhtes.
Selles postituses saate teada kõike, mis on seotud mehaanilise energiaga, alates selle toimimisest kuni selle ja selle utiliitide arvutamiseni. Kas soovite sellest teada saada? Jätkake lugemist 🙂
Mehaanilise energia seletus
Selle mõistmise hõlbustamiseks võtame näite. Mõelgem objektile, mis visatakse kaugele maapinnast. See objekt kannab varasemat kineetilist energiat, kuna see liigub. Edasi liikudes omandab see kiiruse ja gravitatsioonilise potentsiaalse energia, kui see on tõstetud maapinnast kõrgemale. Võtame näiteks palli viskamise.
Võttes arvesse, et meie käsi teeb pallil tööd, kannab see kineetilise energia sellele, et see saaks liikuda. Selles näites kaalume tühine hõõrdejõud õhuga Või muudaks see arvutused ja kontseptsiooni õppimise väga keeruliseks. Kui pall on visatud ja on õhus, kannab see kineetilist energiat, mis sunnib teda liikuma, ja gravitatsioonipotentsiaali energiat, mis tõmbab selle maapinnale, kuna see on kõrgendatud.
Alati tuleb meeles pidada, et me allume raskusjõule. Maa raskusjõud surub meid maa poole kiirendus 9,8 meetrit sekundis ruudus. Mõlemal palliga suhtleval jõul on erinev kiirus, kiirendus ja suund. Seetõttu on mehaaniline energia mõlema energia tulemus.
Mehaanilise energia mõõtühikuks on rahvusvahelise süsteemi järgi džaul.
Valem
Füüsikute jaoks tähendab mehaanilise energia arvutamine kineetilise energia ja gravitatsioonipotentsiaali summat. Seda väljendatakse valemiga:
Em = Ec + Ep
Kus Em on mehaaniline energia, Ec kineetiline ja Ep potentsiaal. Kineetilise energia valemit nägime teises postituses. Rääkides gravitatsioonipotentsiaalist, räägime massi ja kõrguse ning gravitatsiooni korrutiste tulemusest. Nende ühikute korrutamine näitab meile objekti potentsiaalset energiat.
Energia säästmise põhimõte
Õpetajad on ikka ja jälle rõhutanud, et energiat ei looda ega hävitata, vaid muudetakse. See viib meid energia säästmise põhimõtteni.
Kui mehaaniline energia tuleb isoleeritud süsteemist (sellises, kus hõõrdumist pole), mis põhineb konservatiivsetel jõududel (mis säilitab süsteemi mehaanilise energia) selle tulemus jääb konstantseks. Teises olukorras on keha energia konstantne seni, kuni muutus toimub ainult energiarežiimis, mitte selle väärtuses. See tähendab, et kui energia muundatakse kineetilisest potentsiaalseks või mehaaniliseks.
Näiteks kui viskame palli vertikaalselt, on selle tõusuhetkel kogu kineetiline ja potentsiaalne energia. Kuid kui see saavutab kõrgeima punkti, peatudes ilma nihkumiseta, on tal ainult gravitatsioonipotentsiaalne energia. Sel juhul säästetakse energiat, kuid potentsiaalses režiimis.
Seda deduktsiooni saab matemaatiliselt väljendada võrrandiga:
Em = Ec + Ep = konstant
Näited harjutustest
Selle tüüpi energia paremaks õpetamiseks pakume mõned näited harjutustest ja lahendame need samm-sammult. Nendes küsimustes kaasame erinevaid energialiike, mida oleme seni näinud.
- Kontrollige valet valikut:
- a) Kineetiline energia on energia, mis kehal on, kuna see on liikumises.
- b) Võib öelda, et gravitatsioonipotentsiaalenergia on energia, mis kehal on, kuna see asub teatud kõrgusel maapinnast.
- c) Keha kogu mehaaniline energia on isegi hõõrdumise ilmnemisel ühine.
- d) Universumi koguenergia on konstantne ja seda saab teisendada ühest vormist teise; seda ei saa aga luua ega hävitada.
- e) Kui kehal on kineetiline energia, on ta võimeline tööd tegema.
Sel juhul on vale variant viimane. Tööd ei tee objekt, millel on kineetiline energiaKuid keha, mis on teile selle energia andnud. Tuleme tagasi pallinäite juurde. Visates selle õhku, oleme meie need, kes teevad tööd, et anda sellele liikumiseks kineetiline energia.
- Ütleme nii, et massiga m sõitev buss sõidab mööda mägiteed ja laskub h kõrguselt alla. Bussijuht hoiab pidureid allamäge kukkumise vältimiseks. See hoiab bussi kiiruse konstantsena ka siis, kui buss laskub. Neid tingimusi arvesse võttes märkige, kas see on tõene või väär:
- Auto kineetilise energia variatsioon on null.
- Bussi-Maa süsteemi mehaaniline energia on konserveeritud, kuna bussi kiirus on konstantne.
- Bussi-Maa süsteemi koguenergia on konserveeritud, ehkki osa mehaanilisest energiast muundatakse siseenergiaks.
Selle harjutuse vastus on V, F, V. See tähendab, et esimene variant on tõsi. Kui minna kineetilise energia valemi juurde, näeme, et kui kiirus on konstantne, jääb kineetiline energia konstantseks. Mehaaniline energia ei ole konserveeritud, kuna kõrgustest laskumisel on gravitatsioonipotentsiaal jätkuvalt erinev. Viimane on tõsi, kuna sõiduki siseenergia kasvab keha liikumiseks.
Loodan, et nende näidete abil saate paremini teada mehaanilisest energiast ja sooritada füüsilised eksamid, mis maksavad paljudele inimestele nii palju 😛