以前の記事では徹底的に分析しました 運動エネルギー そしてそれに関連するすべて。 この場合、私たちはトレーニングを続け、勉強を続けます 力学的エネルギー。 この種のエネルギーは、体の働きによって生み出されるものです。 それは他の体の間で移すことができます。 これは、物体の運動によって生成される運動エネルギーと、弾性および/または重力ポテンシャルエネルギーの合計であると言えます。 このエネルギーは、それぞれが持つ位置に関連する身体の相互作用によって生成されます。
この投稿では、機械的エネルギーがどのように機能するかから、その計算方法とその有用性まで、機械的エネルギーに関連するすべてを学びます。 あなたはそれについて学びたいですか？ 読み続けてください🙂
力学的エネルギーの説明
わかりやすくするために、例を見てみましょう。 地面から離れたところから投げられた物体を考えてみましょう。 そのオブジェクトは移動しているため、以前の運動エネルギーを運びます。 それが進むにつれて、それが地面より高くなると、速度と重力ポテンシャルエネルギーを獲得します。 例としてボールを投げてみましょう。
私たちの腕がボールに仕事をしていることを考慮に入れて、それは運動エネルギーをボールに伝達してボールが動くことができるようにします。 この例では、次のことを検討します。 空気との摩擦力はごくわずかです そうでなければ、計算と概念の学習が非常に困難になります。 ボールが投げられて空中にあるとき、ボールはボールを動かす運動エネルギーと、ボールが上昇しているために地面に引き寄せられる重力ポテンシャルエネルギーを運びます。
私たちは重力にさらされていることを常に心に留めておく必要があります。 地球の重力は私たちを地面に向かって押します 毎秒9,8メートルの加速度のXNUMX乗。 ボールと相互作用している両方の力は、異なる速度、加速度、および方向を持っています。 したがって、機械的エネルギーは両方のエネルギーの結果です。
国際システムによると、機械的エネルギーの測定単位はジュールです。
フォーミュラ
物理学者にとって、力学的エネルギーの計算は、運動エネルギーと重力ポテンシャルの合計に変換されます。 これは次の式で表されます。
Em = Ec + エプ
ここで、Emは力学的エネルギー、Ecは運動エネルギー、Epはポテンシャルです。 別の投稿で運動エネルギーの公式を見ました。 私たちが重力ポテンシャルエネルギーについて話すとき、私たちは質量と高さと重力の積の結果について話します。 これらの単位の乗算は、オブジェクトの位置エネルギーを示します。
エネルギー保存の法則
教師は常に、エネルギーは生成も破壊もされないが、変換されると何度も何度も主張してきました。 これにより、エネルギー保存の法則が実現します。
機械的エネルギーが保存力（システムの機械的エネルギーを保存する）に基づく孤立したシステム（摩擦がないシステム）から来る場合 その結果は一定のままになります。 別の状況では、変化がエネルギーモードでのみ発生し、その値では発生しない限り、体のエネルギーは一定になります。 つまり、エネルギーが運動エネルギーからポテンシャルまたは機械に変換される場合です。
たとえば、ボールを垂直に投げると、上昇の瞬間にすべての運動エネルギーと位置エネルギーが得られます。 ただし、変位せずに停止して最高点に達すると、重力ポテンシャルエネルギーしか得られません。 この場合、エネルギーは節約されますが、ポテンシャルモードになります。
この推論は、次の方程式で数学的に表すことができます。
Em = Ec + Ep =定数
演習の例
この種のエネルギーをよりよく教えるために、エクササイズの例をいくつか紹介し、それらを段階的に解決します。 これらの質問では、これまでに見たさまざまな種類のエネルギーについて説明します。
- 間違ったオプションを確認してください：
- a）運動エネルギーは、運動しているために体が持つエネルギーです。
- b）重力ポテンシャルエネルギーは、地球の表面から一定の高さにあるため、物体が持つエネルギーであると言えます。
- c）摩擦のように見えても、物体の総力学的エネルギーは一般的です。
- d）宇宙の総エネルギーは一定であり、ある形式から別の形式に変換することができます。 ただし、作成または破棄することはできません。
- e）体が運動エネルギーを持っているとき、それは仕事をすることができます。
この場合、間違ったオプションが最後のオプションです。 運動エネルギーを持っている物体によって仕事が行われることはありませんしかし、あなたにそのエネルギーを与えた体。 ボールの例に戻りましょう。 それを空中に投げることによって、私たちはそれに運動エネルギーを与えるための仕事をします。
- 質量mのバスが山道を走行し、高さhで下りるとします。 バスの運転手は、下り坂での衝突を避けるためにブレーキをかけ続けます。 これにより、バスが下降しているときでもバスの速度が一定に保たれます。 これらの条件を考慮して、それが真であるか偽であるかを示してください。
- 車の運動エネルギーの変動はゼロです。
- バスの速度が一定であるため、バス-地球システムの機械的エネルギーが節約されます。
- 機械的エネルギーの一部は内部エネルギーに変換されますが、バス-地球システムの総エネルギーは節約されます。
この演習の答えはV、F、Vです。 つまり、最初のオプションは真です。 運動エネルギーの式に行くと、速度が一定の場合、運動エネルギーは一定のままであることがわかります。 高さから降下するときに重力ポテンシャルが変化し続けるため、機械的エネルギーは保存されません。 車両の内部エネルギーが成長して体を動かし続けるので、最後のXNUMXつは真実です。
これらの例を使用して、機械的エネルギーについてよりよく学び、多くの人に多大な費用がかかる身体検査に合格できることを願っています😛