Mechanikus energia

A kerékpáros mechanikus energiája

Korábbi cikkekben alaposan elemeztük kinetikus energia és minden, ami ezzel kapcsolatos. Ebben az esetben folytatjuk a képzést, és tovább tanulunk mechanikus energia. Ezt a fajta energiát termeli a test munkája. Átvihető más testek között. Azt lehet mondani, hogy a testek mozgása által létrehozott mozgási energia összege, a rugalmas és / vagy gravitációs potenciális energiával. Ezt az energiát a testek kölcsönhatásával állítják elő az egyes pozíciókhoz viszonyítva.

Ebben a bejegyzésben mindent megtudhat, ami a mechanikai energiához kapcsolódik, a működésétől kezdve a kiszámításáig és a segédprogramokig. Szeretne többet megtudni róla? Olvassa tovább 🙂

A mechanikai energia magyarázata

Mechanikus energia

Vegyünk egy példát a könnyebb megértés érdekében. Gondoljunk egy olyan tárgyra, amelyet a földtől távolról dobnak el. Ez a tárgy egy korábbi mozgási energiát hordoz, mert mozog. Ahogy halad előre, sebességet és gravitációs potenciális energiát nyer, ha a talajszint fölé emeli. Vegyük példának a labdadobást.

Figyelembe véve, hogy karunk munkát végez a golyón, a mozgási energiát átviszi rá, hogy mozogni tudjon. Ebben a példában megvizsgáljuk elhanyagolható súrlódási erő levegővel Vagy különben nagyon megnehezítené a számításokat és a koncepció elsajátítását. Amikor a labdát eldobták és a levegőben van, akkor hordozza a mozgásra késztető mozgási energiát és a gravitációs potenciális energiát, amely a földre vonja, mert megemelkedik.

Mindig szem előtt kell tartanunk, hogy a gravitációs erőnek vagyunk kitéve. A föld gravitációja a föld felé tol minket másodpercenként 9,8 méteres gyorsulás négyzetben. Mindkét erőnek, amely kölcsönhatásba lép a labdával, sebessége, gyorsulása és iránya eltérő. Ezért a mechanikus energia mindkét energia eredője.

A mechanikai energia mértékegysége a nemzetközi rendszer szerint a joule.

Képlet

Labda dobása

A fizikusok számára a mechanikai energia kiszámítása a kinetikus energia és a gravitációs potenciál összegévé válik. Ezt a képlet fejezi ki:

Em = Ec + Ep

Ahol Em a mechanikai energia, Ec a kinetikus és Ep a potenciál. A kinetikus energia képletét egy másik bejegyzésben láthattuk. Amikor gravitációs potenciális energiáról beszélünk, akkor a tömeg és a gravitáció szorzatának eredményéről beszélünk. Ezeknek az egységeknek a szorzata megmutatja nekünk egy objektum potenciális energiáját.

Az energia megőrzésének elve

Motorkerékpár mechanikai energiája

A tanárok mindig újra és újra ragaszkodtak ahhoz, hogy az energiát se nem hozzák létre, se nem, hanem átalakítják. Ezzel eljutottunk az energia megőrzésének elvéhez.

Amikor a mechanikus energia egy izolált rendszerből származik (olyan, amelyben nincs súrlódás), amely konzervatív erőkön alapul (amely megőrzi a rendszer mechanikai energiáját) eredője állandó marad. Egy másik helyzetben a test energiája állandó lesz, amíg a változás csak az energia módban következik be, és nem az értékében. Vagyis, ha az energia kinetikából potenciálissá vagy mechanikussá alakul át.

Például, ha függőlegesen dobjuk a labdát, akkor az emelkedési pillanatban az összes mozgási és potenciális energiája meg lesz. Amikor azonban a legmagasabb pontot eléri, elmozdulás nélkül megállítják, csak a gravitációs potenciál energiája lesz. Ebben az esetben az energia konzerválódik, de potenciális módban.

Ez a levonás matematikailag kifejezhető az alábbi egyenlettel:

Em = Ec + Ep = állandó

Példák gyakorlatokra

Gyakorlatok és problémák

Az ilyen típusú energia jobb oktatása érdekében néhány gyakorlati példát mutatunk be, amelyeket lépésről lépésre megoldunk. Ezekben a kérdésekben az eddig látott különböző típusú energiákat fogjuk bevonni.

  1. Ellenőrizze a rossz lehetőséget:
  2. a) A kinetikus energia az az energia, amellyel a test rendelkezik, mert mozgásban van.
  3. b) Azt lehet mondani, hogy a gravitációs potenciális energia az az energia, amellyel a test rendelkezik, mert egy bizonyos magasságban helyezkedik el a föld felszíne felett.
  4. c) A test teljes mechanikai energiája súrlódás megjelenése esetén is közös.
  5. d) A világegyetem teljes energiája állandó és átalakulhat egyik formáról a másikra; azonban nem hozható létre vagy semmisíthető meg.
  6. e) Ha egy testnek van mozgási energiája, akkor képes munkát végezni.

Ebben az esetben a rossz lehetőség az utolsó. A munkát nem az a tárgy végzi, amelynek kinetikus energiája vanDe a test, amely megadta neked ezt az energiát. Térjünk vissza a labda példához. A levegőbe dobásával mi vagyunk azok, akik azt a munkát végzik, hogy kinetikus energiát adjanak a mozgáshoz.

  1. Mondjuk, hogy egy m tömegű busz egy hegyi úton halad és h magasságban ereszkedik le. A buszvezető folyamatosan fékezi a lejtőn történő összeomlást. Ez akkor is állandóan tartja a busz sebességét, ha a busz ereszkedik. Ezeket a feltételeket figyelembe véve jelezze, hogy igaz-e vagy hamis:
  • Az autó mozgási energiájának változása nulla.
  • A busz-föld rendszer mechanikai energiája konzervált, mivel a busz sebessége állandó.
  • A busz-Föld rendszer teljes energiája konzerválódik, bár a mechanikai energia egy része belső energiává alakul.

A válasz erre a gyakorlatra V, F, V. Vagyis az első lehetőség igaz. Ha a kinetikus energia képletéhez megyünk, láthatjuk, hogy ha a sebesség állandó, akkor a mozgási energia állandó marad. A mechanikus energia nem konzerválódik, mivel a gravitációs potenciál továbbra is változó, ha a magasból leereszkedik. Az utolsó igaz, mivel a jármű belső energiája megnő, hogy a test mozogjon.

Remélem, hogy ezekkel a példákkal jobban megismerheti a mechanikai energiát, és sikeres fizikai vizsgákat tesz le, amelyek sok embernek ennyibe kerülnek 😛


Legyen Ön az első hozzászóló

Hagyja megjegyzését

E-mail címed nem kerül nyilvánosságra. Kötelező mezők vannak jelölve *

*

*

  1. Az adatokért felelős: Miguel Ángel Gatón
  2. Az adatok célja: A SPAM ellenőrzése, a megjegyzések kezelése.
  3. Legitimáció: Az Ön beleegyezése
  4. Az adatok közlése: Az adatokat csak jogi kötelezettség alapján továbbítjuk harmadik felekkel.
  5. Adattárolás: Az Occentus Networks (EU) által üzemeltetett adatbázis
  6. Jogok: Bármikor korlátozhatja, helyreállíthatja és törölheti adatait.