Enerġija mekkanika

Fl-artikoli preċedenti aħna analizzajna sewwa enerġija kinetika u dak kollu marbut miegħu. F'dan il-każ, inkomplu bit-taħriġ u nkomplu nistudjaw enerġija mekkanika. Din it-tip ta 'enerġija hija dik prodotta mix-xogħol ta' ġisem. Jista 'jiġi ttrasferit bejn korpi oħra. Jista 'jingħad li hija s-somma tal-enerġija kinetika prodotta mill-moviment tal-korpi, bl-enerġija potenzjali elastika u / jew gravitazzjonali. Din l-enerġija hija prodotta permezz tal-interazzjoni tal-korpi b'relazzjoni mal-pożizzjoni li kull wieħed għandu.

F'din il-kariga titgħallem dak kollu relatat ma 'l-enerġija mekkanika, minn kif taħdem sa kif tikkalkulaha u l-utilitajiet tagħha. Tixtieq titgħallem dwarha? Kompli aqra 🙂

Spjegazzjoni tal-enerġija mekkanika

Biex tagħmilha faċli biex tinftiehem, ejja nieħdu eżempju. Ejja naħsbu f’oġġett li jintefa ’mill-bogħod mill-art. Dak l-oġġett se jġorr enerġija kinetika preċedenti minħabba li qed jiċċaqlaq. Hekk kif tavvanza, takkwista veloċità u enerġija potenzjali gravitazzjonali meta tkun elevata 'l fuq mil-livell tal-art. Ejja nieħdu t-tarmi ta 'ballun bħala eżempju.

B'kont meħud li d-driegħ tagħna jeżerċita xogħol fuq il-ballun, jittrasferixxi l-enerġija kinetika għalih sabiex ikun jista 'jiċċaqlaq. F'dan l-eżempju aħna se nikkunsidraw forza ta 'frizzjoni negliġibbli bl-arja Jew inkella tagħmel il-kalkoli u t-tagħlim tal-kunċett diffiċli ħafna. Meta l-ballun jintefa 'u jkun fl-arja, iġorr l-enerġija kinetika li tmexxiha biex tiċċaqlaq u l-enerġija potenzjali gravitazzjonali li tiġbedha lejn l-art minħabba li hija elevata.

Dejjem irridu nżommu f'moħħna li aħna soġġetti għall-forza tal-gravità. Il-gravità tad-Dinja timbuttana lejn l-art biha aċċelerazzjoni ta '9,8 metri kull sekonda kwadra. Iż-żewġ forzi li qed jinteraġixxu mal-ballun għandhom veloċità, aċċelerazzjoni u direzzjoni differenti. Għalhekk, l-enerġija mekkanika hija r-riżultanti taż-żewġ enerġiji.

L-unità tal-kejl tal-enerġija mekkanika, skont is-Sistema Internazzjonali, hija l-joule.

Formula

Għall-fiżiċi, il-kalkolu tal-enerġija mekkanika jissarraf fis-somma tal-enerġija kinetika u l-potenzjal gravitazzjonali. Dan huwa espress bil-formula:

Em = Ec + Ep

Fejn Em hija l-enerġija mekkanika, Ec il-kinetika u Ep il-potenzjal. Rajna l-formula tal-enerġija kinetika f'post ieħor. Meta nitkellmu dwar l-enerġija potenzjali gravitazzjonali, qed nitkellmu dwar ir-riżultat tal-massa darbiet l-għoli u l-gravità. Il-multiplikazzjoni ta 'dawn l-unitajiet jurina l-enerġija potenzjali ta' oġġett.

Prinċipju ta 'konservazzjoni ta' enerġija

L-għalliema dejjem insistew għal darba oħra li l-enerġija la hija maħluqa u lanqas meqruda, iżda trasformata. Dan iwassalna għall-prinċipju tal-konservazzjoni tal-enerġija.

Meta l-enerġija mekkanika tiġi minn sistema iżolata (waħda li fiha ma jkunx hemm frizzjoni) ibbażata fuq forzi konservattivi (li tikkonserva l-enerġija mekkanika tas-sistema) ir-riżultat tiegħu jibqa 'kostanti. F'sitwazzjoni oħra, l-enerġija tal-ġisem tkun kostanti sakemm il-bidla sseħħ biss fil-modalità ta 'enerġija u mhux fil-valur tagħha. Jiġifieri, jekk l-enerġija tiġi ttrasformata minn kinetika għal potenzjali jew għal mekkanika.

Pereżempju, jekk nitfgħu l-ballun vertikalment ikollu l-enerġija kinetika u potenzjali kollha fil-mument tat-tlugħ. Madankollu, meta jilħaq l-ogħla punt tiegħu, billi jitwaqqaf mingħajr spostament, ikollu biss l-enerġija potenzjali gravitazzjonali. F'dan il-każ, l-enerġija hija kkonservata, iżda fil-modalità potenzjali.

Dan it-tnaqqis jista 'jiġi espress matematikament bl-ekwazzjoni:

Em = Ec + Ep = kostanti

Eżempji ta 'eżerċizzji

Biex noffrulek tagħlim aħjar ta 'dan it-tip ta' enerġija, se npoġġu ftit eżempji ta 'eżerċizzji u se nsolvuhom pass pass. F’dawn il-mistoqsijiet se ninvolvu t-tipi differenti ta ’enerġija li rajna s’issa.

1. Iċċekkja l-għażla ħażina:
2. a) L-enerġija kinetika hija l-enerġija li ġisem għandu, għax qiegħda tiċċaqlaq.
3. b) Jista 'jingħad li l-enerġija potenzjali gravitazzjonali hija l-enerġija li ġisem għandu minħabba li tinsab f'ċertu għoli' l fuq mill-wiċċ tad-dinja.
4. c) L-enerġija mekkanika totali ta 'ġisem hija komuni, anke bid-dehra ta' frizzjoni.
5. d) L-enerġija totali tal-univers hija kostanti, u tista 'tiġi ttrasformata minn forma għal oħra; madankollu, ma jistax jinħoloq jew jinqered.
6. e) Meta ġisem ikollu enerġija kinetika, huwa kapaċi jagħmel xogħol.

F'dan il-każ, l-għażla ħażina hija l-aħħar waħda. Ix-xogħol ma jsirx mill-oġġett li għandu l-enerġija kinetikaImma l-ġisem li tak dik l-enerġija. Ejja mmorru lura għall-eżempju tal-ballun. Billi narmuh fl-arja, aħna aħna li nagħmlu x-xogħol biex nagħtuha l-enerġija kinetika biex timxi.

2. Ejjew ngħidu li xarabank b'massa m tivvjaġġa tul triq tal-muntanji u tinżel b'għoli h. Ix-xufier tal-karozza tal-linja jżomm il-brejkijiet mixgħula biex jevita li jiġġarraf għan-niżla. Dan iżomm il-veloċità tax-xarabank kostanti anke meta x-xarabank tkun dixxendenti. Meta tikkunsidra dawn il-kundizzjonijiet, indika jekk hux veru jew falz:

• Il-varjazzjoni tal-enerġija kinetika tal-karozza hija żero.
• L-enerġija mekkanika tas-sistema xarabank-Dinja hija kkonservata, peress li l-veloċità tax-xarabank hija kostanti.
• L-enerġija totali tas-sistema xarabank-Dinja hija kkonservata, għalkemm parti mill-enerġija mekkanika tinbidel f'enerġija interna.

It-tweġiba għal dan l-eżerċizzju hija V, F, V. Jiġifieri, l-ewwel għażla hija vera. Jekk immorru għall-formula għall-enerġija kinetika nistgħu naraw li jekk il-veloċità hija kostanti, l-enerġija kinetika tibqa 'kostanti. L-enerġija mekkanika mhijiex ikkonservata, billi l-potenzjal gravitazzjonali jkompli jvarja meta jinżel mill-għoli. L-aħħar waħda hija vera, peress li l-enerġija interna tal-vettura tikber biex iżżomm il-ġisem miexi.

Nispera li b'dawn l-eżempji tista 'titgħallem aħjar dwar l-enerġija mekkanika u tgħaddi mill-eżamijiet fiżiċi li tant jiswew għal ħafna nies 😛