Aikaisemmissa artikkeleissa analysoimme perusteellisesti kineettinen energia ja kaikki siihen liittyvä. Tällöin jatkamme koulutusta ja jatkamme opiskelua mekaaninen energia. Tämän tyyppinen energia on kehon työn tuottama. Se voidaan siirtää muiden elinten välillä. Voidaan sanoa, että se on kineettisen energian summa, joka syntyy kappaleiden liikkumisesta elastisen ja / tai painovoimaisen potentiaalienergian kanssa. Tämä energia tuotetaan elinten vuorovaikutuksella suhteessa kumpaankin asemaan.
Tässä viestissä opit kaiken mekaaniseen energiaan liittyvästä, sen toiminnasta sen laskemiseen ja sen apuohjelmiin. Haluatko tietää siitä? Jatka lukemista 🙂
Mekaanisen energian selitys
Otetaan esimerkki, jotta se olisi helppo ymmärtää. Ajatelkaamme kohdetta, joka heitetään kaukaa maasta. Tuo esine kuljettaa edellisen kineettisen energian, koska se liikkuu. Edetessään se saa nopeuden ja gravitaatiopotentiaalienergian, kun se on nostettu maanpinnan yläpuolelle. Otetaan esimerkiksi pallon heitto.
Ottaen huomioon, että käsivartemme työskentelee palloa kohden, se siirtää kineettisen energian siihen, jotta se voi liikkua. Tässä esimerkissä aiomme tarkastella merkityksetön kitkavoima ilmalla Tai muuten se tekisi laskelmista ja käsitteen oppimisesta erittäin vaikeaa. Kun pallo on heitetty ja on ilmassa, se kuljettaa kineettistä energiaa, joka ajaa sen liikkumaan, ja gravitaatiopotentiaalia, joka vetää sen maahan, koska se on kohonnut.
Meidän on aina pidettävä mielessä, että meihin kohdistuu painovoima. Maan painovoima työntää meitä kohti maata kiihtyvyys 9,8 metriä sekunnissa neliössä. Molemmilla pallolla vuorovaikutuksessa olevilla voimilla on erilainen nopeus, kiihtyvyys ja suunta. Siksi mekaaninen energia on seurausta molemmista energioista.
Mekaanisen energian mittayksikkö on kansainvälisen järjestelmän mukaan joule.
kaava
Fyysikoille mekaanisen energian laskeminen tarkoittaa kineettisen energian ja gravitaatiopotentiaalin summaa. Tämä ilmaistaan kaavalla:
Em = Ec + jakso
Missä Em on mekaaninen energia, Ec kineettinen ja Ep potentiaali. Näimme kineettisen energian kaavan toisessa viestissä. Kun puhumme gravitaatiopotentiaalienergiasta, puhumme massan ja korkeuden sekä painovoiman tuloksesta. Näiden yksiköiden kertolasku osoittaa meille kohteen potentiaalisen energian.
Energian säästämisen periaate
Opettajat ovat aina vaatineet yhä uudelleen, että energiaa ei luoda eikä tuhota vaan muuttuu. Tämä johtaa meidät energian säästämisen periaatteeseen.
Kun mekaaninen energia tulee eristetystä järjestelmästä (jossa ei ole kitkaa), joka perustuu konservatiivisiin voimiin (mikä säästää järjestelmän mekaanista energiaa) sen tulos pysyy vakiona. Toisessa tilanteessa kehon energia on vakio niin kauan kuin muutos tapahtuu vain energiatilassa eikä sen arvossa. Eli jos energia muuttuu kineettisestä potentiaaliksi tai mekaaniseksi.
Esimerkiksi jos heitämme pallon pystysuoraan, sillä on kaikki kineettinen ja potentiaalinen energia nousun hetkellä. Kuitenkin, kun se saavuttaa korkeimman pisteen ja pysähtyy ilman siirtymistä, sillä on vain painovoimapotentiaalienergia. Tässä tapauksessa energiaa säästetään, mutta potentiaalisessa tilassa.
Tämä vähennys voidaan ilmaista matemaattisesti yhtälöllä:
Em = Ec + Ep = vakio
Esimerkkejä harjoituksista
Tarjotaksemme sinulle paremman opetuksen tämäntyyppiselle energialle aiomme laittaa muutamia esimerkkejä harjoituksista ja ratkaisemme ne askel askeleelta. Näihin kysymyksiin käsittelemme erityyppisiä energiamuotoja, joita olemme tähän mennessä nähneet.
- Tarkista väärä vaihtoehto:
- a) Kineettinen energia on energia, jota keholla on, koska se on liikkeessä.
- b) Voidaan sanoa, että gravitaatiopotentiaalienergia on energiaa, jota keholla on, koska se sijaitsee tietyllä korkeudella maanpinnan yläpuolella.
- c) Rungon kokonaismekaaninen energia on yhteinen, jopa kitkan ilmetessä.
- d) Maailmankaikkeuden kokonaisenergia on vakio ja se voidaan muuntaa muodosta toiseen; sitä ei kuitenkaan voida luoda tai tuhota.
- e) Kun keholla on liike-energiaa, se kykenee tekemään työtä.
Tässä tapauksessa väärä vaihtoehto on viimeinen. Työtä ei tee esine, jolla on kineettinen energiaMutta ruumis, joka on antanut sinulle tämän energian. Palataan takaisin palloesimerkkiin. Heittämällä sen ilmaan, me teemme työtä antaaksemme sille kineettisen energian liikkua.
- Sanotaan, että bussi, jonka m m on, kulkee vuoristotietä pitkin ja laskeutuu h: n korkeudella. Linja-auton kuljettaja pitää jarrut päällä välttääkseen kaatumisen alamäkeen. Tämä pitää väylän nopeuden vakiona myös silloin, kun bussi laskeutuu. Ilmoita näiden ehtojen perusteella, onko se totta vai väärä:
- Auton kineettisen energian vaihtelu on nolla.
- Bus-Earth-järjestelmän mekaaninen energia säilyy, koska väylän nopeus on vakio.
- Bus-Earth-järjestelmän kokonaisenergia säilyy, vaikka osa mekaanisesta energiasta muuttuu sisäiseksi energiaksi.
Vastaus tähän harjoitukseen on V, F, V. Eli ensimmäinen vaihtoehto on totta. Jos siirrymme kineettisen energian kaavaan, voimme nähdä, että jos nopeus on vakio, kineettinen energia pysyy vakiona. Mekaanista energiaa ei ole säilynyt, koska painovoimapotentiaali vaihtelee edelleen laskeutuessaan korkeuksista. Viimeinen on totta, koska ajoneuvon sisäinen energia kasvaa pitämään kehon liikkeessä.
Toivon, että näillä esimerkeillä voit oppia paremmin mekaanisesta energiasta ja läpäistä fyysiset kokeet, jotka maksavat niin paljon ihmisille 😛