Dalam artikel sebelumnya kami menganalisis secara menyeluruh energi kinetik dan segala sesuatu yang berhubungan dengannya. Dalam hal ini, kami melanjutkan pelatihan dan melanjutkan studi energi mekanik. Jenis energi inilah yang dihasilkan oleh kerja tubuh. Itu dapat ditransfer antara badan-badan lain. Dapat dikatakan bahwa itu adalah penjumlahan energi kinetik yang dihasilkan oleh pergerakan benda, dengan energi potensial elastis dan / atau gravitasi. Energi ini dihasilkan melalui interaksi benda-benda dalam hubungannya dengan posisi yang dimiliki masing-masing benda.
Dalam posting ini Anda akan mempelajari segala sesuatu yang berkaitan dengan energi mekanik, mulai dari cara kerjanya hingga cara menghitungnya dan kegunaannya. Apakah Anda ingin mempelajarinya? Teruskan membaca 🙂
Penjelasan energi mekanik
Agar mudah dipahami, mari kita ambil contoh. Mari kita pikirkan sebuah benda yang terlempar dari kejauhan dari tanah. Benda itu akan membawa energi kinetik sebelumnya karena bergerak. Saat ia maju, ia memperoleh kecepatan dan energi potensial gravitasi saat dinaikkan di atas permukaan tanah. Mari kita ambil contoh lemparan bola.
Mempertimbangkan bahwa lengan kita memberikan latihan pada bola, ia mentransfer energi kinetik ke bola tersebut sehingga ia dapat bergerak. Dalam contoh ini kita akan mempertimbangkan gaya gesekan diabaikan dengan udara Atau itu akan membuat perhitungan dan mempelajari konsep menjadi sangat sulit. Ketika bola telah terlempar dan berada di udara, ia membawa energi kinetik yang mendorongnya untuk bergerak dan energi potensial gravitasi yang menariknya ke tanah karena terangkat.
Kita harus selalu ingat bahwa kita terkena gaya gravitasi. Gravitasi bumi mendorong kita menuju tanah dengan percepatan 9,8 meter per detik kuadrat. Kedua gaya yang berinteraksi dengan bola memiliki kecepatan, percepatan, dan arah yang berbeda. Oleh karena itu, energi mekanik merupakan resultan dari kedua energi tersebut.
Satuan pengukuran energi mekanik menurut Sistem Internasional adalah joule.
Formula
Bagi fisikawan, menghitung energi mekanik diterjemahkan ke dalam jumlah energi kinetik dan potensial gravitasi. Ini diungkapkan dengan rumus:
Em = Ec + Ep
Dimana Em adalah energi mekanik, Ec kinetik dan Ep potensial. Kami melihat rumus energi kinetik di posting lain. Ketika kita berbicara tentang energi potensial gravitasi, kita berbicara tentang hasil dari massa kali tinggi dan gravitasi. Perkalian unit-unit ini menunjukkan kepada kita energi potensial suatu benda.
Prinsip kekekalan energi
Guru selalu bersikeras berulang kali bahwa energi tidak diciptakan atau dihancurkan, tetapi diubah. Ini membawa kita pada prinsip kekekalan energi.
Ketika energi mekanik berasal dari sistem yang terisolasi (yang tidak memiliki gesekan) berdasarkan gaya konservatif (yang menghemat energi mekanik sistem) resultannya akan tetap konstan. Dalam situasi lain, energi tubuh akan tetap selama perubahan hanya terjadi dalam mode energi dan bukan nilainya. Artinya, jika energi diubah dari kinetik menjadi potensial atau menjadi mekanis.
Misalnya, jika kita melempar bola secara vertikal, bola tersebut akan memiliki semua energi kinetik dan potensial saat naik. Namun, ketika mencapai titik tertingginya, dihentikan tanpa perpindahan, ia hanya akan memiliki energi potensial gravitasi. Dalam hal ini, energi disimpan, tetapi dalam mode potensial.
Pengurangan ini dapat diekspresikan secara matematis dengan persamaan:
Em = Ec + Ep = konstan
Contoh latihan
Untuk memberi Anda pengajaran yang lebih baik tentang jenis energi ini, kami akan memberikan beberapa contoh latihan dan kami akan menyelesaikannya langkah demi langkah. Dalam pertanyaan-pertanyaan ini kita akan melibatkan berbagai jenis energi yang telah kita lihat sejauh ini.
- Periksa opsi yang salah:
- a) Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda, karena ia sedang bergerak.
- b) Dapat dikatakan bahwa energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki suatu benda karena berada pada ketinggian tertentu di atas permukaan bumi.
- c) Energi mekanik total suatu benda adalah umum, bahkan dengan munculnya gesekan.
- d) Energi total alam semesta adalah konstan, dan dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya; Namun, itu tidak dapat dibuat atau dihancurkan.
- e) Ketika suatu benda memiliki energi kinetik, ia mampu melakukan pekerjaan.
Dalam hal ini, opsi yang salah adalah yang terakhir. Pekerjaan tidak dilakukan oleh benda yang memiliki energi kinetikTetapi tubuh yang telah memberi Anda energi itu. Mari kembali ke contoh bola. Dengan membuangnya ke udara, kitalah yang melakukan pekerjaan untuk memberinya energi kinetik untuk bergerak.
- Misalkan sebuah bus bermassa m berjalan di sepanjang jalan pegunungan dan turun dengan ketinggian h. Sopir bus terus mengerem untuk menghindari kecelakaan menuruni bukit. Hal ini menjaga kecepatan bus tetap konstan meskipun bus sedang turun. Mempertimbangkan kondisi ini, tunjukkan apakah itu benar atau salah:
- Variasi energi kinetik mobil adalah nol.
- Energi mekanik sistem bus-Earth dikekalkan, karena kecepatan bus konstan.
- Energi total sistem bus-Earth dikonservasi, meskipun sebagian dari energi mekanik diubah menjadi energi internal.
Jawaban untuk latihan ini adalah V, F, V. Artinya, opsi pertama benar. Jika kita beralih ke rumus energi kinetik, kita dapat melihat bahwa jika kecepatan konstan, energi kinetik tetap konstan. Energi mekanik tidak kekal, karena potensial gravitasi terus berubah saat turun dari ketinggian. Yang terakhir benar, karena energi internal kendaraan tumbuh untuk menjaga agar tubuh tetap bergerak.
Saya berharap dengan contoh-contoh ini Anda dapat belajar lebih baik tentang energi mekanik dan lulus ujian fisik yang menghabiskan banyak biaya bagi banyak orang 😛