Механикалық энергия

Велосипедшінің механикалық энергиясы

Алдыңғы мақалаларда біз мұқият талдадық кинетикалық энергия және онымен байланысты барлық нәрсе. Бұл жағдайда біз жаттығуды жалғастырамыз және оқуға барамыз механикалық энергия. Энергияның бұл түрі - дененің жұмысы нәтижесінде пайда болады. Оны басқа денелер арасында беруге болады. Бұл серпімді және / немесе гравитациялық потенциал энергиясымен денелердің қозғалысы нәтижесінде пайда болатын кинетикалық энергияның қосындысы деп айтуға болады. Бұл энергия әрқайсысының орналасуына қатысты денелердің өзара әрекеттесуі арқылы өндіріледі.

Бұл жазбада сіз механикалық энергияға қатысты барлық нәрсені білесіз, ол қалай жұмыс істейтінінен, оны қалай есептеу керек және оның утилиталары. Бұл туралы білгіңіз келе ме? Оқуды жалғастырыңыз 🙂

Механикалық энергияны түсіндіру

Механикалық энергия

Түсінуді жеңілдету үшін мысал келтірейік. Жерден қашықтықтан лақтырылған зат туралы ойланайық. Ол объект алдыңғы кинетикалық энергияны алып жүреді, өйткені ол қозғалады. Ол алға жылжыған сайын жылдамдық пен гравитациялық потенциалды энергияны жер деңгейінен жоғары көтергенде алады. Мысал ретінде доп лақтыруды алайық.

Біздің қолымыз допқа жұмыс істейтіндігін ескере отырып, ол кинетикалық энергияны оған қозғалуы үшін береді. Бұл мысалда біз қарастырғалы отырмыз ауамен болатын үйкеліс күші Немесе бұл есептеулерді жүргізу және тұжырымдаманы үйрену өте қиынға соғады. Доп лақтырылып, ауада болған кезде оны қозғалтуға итермелейтін кинетикалық энергияны және оны көтерілгендіктен жерге тартатын гравитациялық потенциалдық энергияны тасымалдайды.

Біз әрдайым біздің тартылыс күшіне бағынатынымызды есте ұстауымыз керек. Жердің тартылыс күші бізді жерге қарай итермелейді секундына 9,8 метр үдеу. Доппен әрекеттесетін екі күштің де жылдамдығы, үдеуі мен бағыты әртүрлі. Демек, механикалық энергия екі энергияның да нәтижесі болып табылады.

Механикалық энергияны өлшеу бірлігі, Халықаралық жүйе бойынша, джоуль болып табылады.

Формула

Доп лақтыру

Физиктер үшін механикалық энергияны есептеу кинетикалық энергия мен гравитациялық потенциалдың қосындысына айналады. Бұл формула арқылы көрінеді:

Em = Ec + Эп

Мұндағы Em - механикалық энергия, Ec - кинетикалық және Ep - потенциал. Біз кинетикалық энергия формуласын басқа посттан көрдік. Біз гравитациялық потенциалдық энергия туралы айтқан кезде, биіктік пен ауырлық күшінің массаның нәтижесі туралы айтылады. Осы бірліктерді көбейту бізге объектінің потенциалдық энергиясын көрсетеді.

Энергияны сақтау принципі

Мотоциклдің механикалық энергиясы

Мұғалімдер әрдайым энергияның жаратылмайтынын, жойылмайтынын, қайта өзгермейтіндігін қайталап келеді. Бұл бізді энергияны сақтау принципіне әкеледі.

Механикалық энергия консервативті күштерге негізделген (жүйенің механикалық энергиясын сақтайтын) оқшауланған жүйеден (үйкеліс жоқ) шыққан кезде оның нәтижесі тұрақты болып қалады. Басқа жағдайда дененің энергиясы тұрақты болады, егер өзгеріс оның мәнінде емес, тек энергетикалық режимде жүрсе ғана болады. Яғни, егер энергия кинетикалық потенциалға немесе механикалыққа ауысса.

Мысалы, егер біз допты тігінен лақтырсақ, онда ол көтерілген сәтте барлық кинетикалық және потенциалдық энергияға ие болады. Алайда, егер ол ең жоғары нүктеге жеткенде, орын ауыстырусыз тоқтатылса, онда ол тек гравитациялық потенциалдық энергияға ие болады. Бұл жағдайда энергия сақталады, бірақ әлеуетті режимде.

Бұл шегерімді математикалық түрде келесі теңдеумен көрсетуге болады:

Em = Ec + Ep = тұрақты

Жаттығулардың мысалдары

Жаттығулар мен мәселелер

Сізге энергияның осы түрін жақсылап оқытуды ұсыну үшін біз жаттығулардың бірнеше мысалын келтіреміз және оларды кезең-кезеңімен шешеміз. Бұл сұрақтарға біз осы уақытқа дейін көрген әр түрлі энергия түрлерін қосамыз.

  1. Қате опцияны тексеріңіз:
  2. а) Кинетикалық энергия - бұл денеде бар энергия, өйткені ол қозғалыста.
  3. б) гравитациялық потенциалдық энергия деп денеге ие энергияны айтады, өйткені ол жер бетінен белгілі биіктікте орналасқан.
  4. в) Дененің толық механикалық энергиясы үйкеліс пайда болған кезде де кең таралған.
  5. г) Әлемнің толық энергиясы тұрақты, және оны бір түрден екінші түрге айналдыруға болады; алайда оны жасау немесе жою мүмкін емес.
  6. д) Дене кинетикалық энергияға ие болса, ол жұмыс істей алады.

Бұл жағдайда қате нұсқа соңғы болып табылады. Жұмысты кинетикалық энергиясы бар объект жасамайдыБірақ сізге сол энергияны берген дене. Доптың мысалына оралайық. Оны ауаға лақтыру арқылы біз оның қозғалуына кинетикалық энергия беретін жұмысты өзіміз жасаймыз.

  1. Массасы m автобус таулы жолмен жүріп өтіп, h биіктікке түседі дейік. Автобус жүргізушісі төменге құлап кетпес үшін тежегішті ұстап тұрады. Бұл автобус төмендеген кезде де жылдамдықты тұрақты ұстайды. Осы шарттарды ескере отырып, оның шын немесе жалған екендігін көрсетіңіз:
  • Автокөліктің кинетикалық энергиясының өзгерісі нөлге тең.
  • Автобус жылдамдығы тұрақты болғандықтан автобус-Жер жүйесінің механикалық энергиясы сақталады.
  • Автобус-Жер жүйесінің жалпы энергиясы сақталады, дегенмен механикалық энергияның бір бөлігі ішкі энергияға айналады.

Бұл жаттығудың жауабы V, F, V. Яғни, бірінші нұсқа дұрыс. Егер кинетикалық энергия формуласына жүгінетін болсақ, жылдамдық тұрақты болса, кинетикалық энергия тұрақты болып қалады. Механикалық энергия сақталмайды, өйткені биіктіктен түскен кезде гравитациялық потенциал өзгере береді. Соңғысы дұрыс, өйткені көліктің ішкі энергиясы денені қозғалту үшін өседі.

Осы мысалдар арқылы сіз механикалық энергияны жақсырақ біліп, көптеген адамдарға физикалық емтихандардан өте аласыз деп сенемін 😛


Мақаланың мазмұны біздің ұстанымдарымызды ұстанады редакторлық этика. Қате туралы хабарлау үшін нұқыңыз Мұнда.

Бірінші болып пікір айтыңыз

Пікіріңізді қалдырыңыз

Сіздің электрондық пошта мекен-жайы емес жарияланады.

*

*

  1. Деректерге жауапты: Мигель Анхель Гатан
  2. Деректердің мақсаты: СПАМ-ны басқару, түсініктемелерді басқару.
  3. Заңдылық: Сіздің келісіміңіз
  4. Деректер туралы ақпарат: заңды міндеттемелерді қоспағанда, деректер үшінші тұлғаларға жіберілмейді.
  5. Деректерді сақтау: Occentus Networks (ЕО) орналастырған мәліметтер базасы
  6. Құқықтар: Сіз кез-келген уақытта ақпаратты шектей, қалпына келтіре және жоя аласыз.