I tidligere artikler analyserte vi grundig kinetisk energi og alt relatert til det. I dette tilfellet fortsetter vi med opplæringen og fortsetter å studere mekanisk energi. Denne typen energi er det som produseres av kroppens arbeid. Det kan overføres mellom andre kropper. Det kan sies at det er summen av den kinetiske energien som produseres av kroppens bevegelse, med den elastiske og / eller gravitasjonspotensielle energien. Denne energien produseres gjennom samspillet mellom legemer i forhold til posisjonen som hver har.
I dette innlegget vil du lære alt relatert til mekanisk energi, fra hvordan det fungerer til hvordan du beregner det og dets verktøy. Vil du lære om det? Fortsett å lese 🙂
Forklaring av mekanisk energi
La oss ta et eksempel for å gjøre det lett å forstå. La oss tenke på en gjenstand som kastes på avstand fra bakken. Det objektet vil bære en tidligere kinetisk energi fordi den beveger seg. Når den går frem, får den en hastighet og en gravitasjonspotensial energi når den er hevet over bakkenivå. La oss ta kasting av en ball som et eksempel.
Med tanke på at armen vår utfører arbeid på ballen, overfører den kinetisk energi til den slik at den kan bevege seg. I dette eksemplet skal vi vurdere ubetydelig friksjonskraft med luft Ellers ville det gjøre beregninger og lære konseptet veldig vanskelig. Når ballen er kastet og er i luften, bærer den kinetisk energi som driver den til å bevege seg og gravitasjonspotensialenergien som trekker den til bakken fordi den er forhøyet.
Vi må alltid huske at vi blir utsatt for tyngdekraften. Jordens tyngdekraft skyver oss mot bakken med en akselerasjon på 9,8 meter per sekund i kvadrat. Begge kreftene som samhandler med ballen har forskjellig hastighet, akselerasjon og retning. Derfor er mekanisk energi resultatet av begge energiene.
Måleenheten for mekanisk energi er ifølge det internasjonale systemet joule.
formel
For fysikere oversettes beregning av mekanisk energi til summen av kinetisk energi og gravitasjonspotensial. Dette uttrykkes av formelen:
Em = Ec + Ep
Der Em er den mekaniske energien, Ec den kinetiske og Ep potensialet. Vi så formelen for kinetisk energi i et annet innlegg. Når vi snakker om gravitasjonell potensiell energi, snakker vi om resultatet av massetider høyde og tyngdekraft. Multiplikasjonen av disse enhetene viser oss den potensielle energien til et objekt.
Prinsipp for bevaring av energi
Lærere har alltid insistert om og om igjen at energi verken blir skapt eller ødelagt, men transformert. Dette bringer oss til prinsippet om bevaring av energi.
Når mekanisk energi kommer fra et isolert system (et der det ikke er friksjon) basert på konservative krefter (som sparer systemets mekaniske energi) resultatet vil forbli konstant. I en annen situasjon vil kroppens energi være konstant så lenge endringen bare skjer i energimodus og ikke i sin verdi. Det vil si hvis energi transformeres fra kinetisk til potensiell eller til mekanisk.
Hvis vi for eksempel kaster ballen vertikalt, vil den ha all kinetisk og potensiell energi i øyeblikk av oppstigning. Men når den når sitt høyeste punkt, blir stoppet uten forskyvning, vil den bare ha gravitasjonspotensialenergien. I dette tilfellet spares energi, men i potensiell modus.
Dette fradraget kan uttrykkes matematisk med ligningen:
Em = Ec + Ep = konstant
Eksempler på øvelser
For å tilby deg en bedre undervisning i denne typen energi, kommer vi til å sette noen eksempler på øvelser, og vi vil løse dem trinn for trinn. I disse spørsmålene vil vi involvere de forskjellige energitypene vi har sett så langt.
- Sjekk feil alternativ:
- a) Kinetisk energi er energien en kropp har, fordi den er i bevegelse.
- b) Det kan sies at gravitasjonspotensialenergi er energien et legeme har fordi den ligger i en viss høyde over jordoverflaten.
- c) Den totale mekaniske energien til kroppen er vanlig, selv med friksjon.
- d) Universets totale energi er konstant, og kan transformeres fra en form til en annen; det kan imidlertid ikke opprettes eller ødelegges.
- e) Når et legeme har kinetisk energi, er det i stand til å utføre arbeid.
I dette tilfellet er feil alternativ det siste. Arbeidet utføres ikke av objektet som har kinetisk energiMen kroppen som har gitt deg den energien. La oss gå tilbake til balleksemplet. Ved å kaste den i luften er det vi som gjør jobben for å gi den kinetisk energi til å bevege seg.
- La oss si at en buss med masse m kjører langs en fjellvei og går ned i høyden h. Bussjåføren holder på bremsene for å unngå å krasje i utfor. Dette holder bussens hastighet selv når bussen er på vei ned. Med tanke på disse forholdene, angi om det er sant eller usant:
- Variasjonen i bilens kinetiske energi er null.
- Den mekaniske energien til buss-jord-systemet er bevart, siden bussens hastighet er konstant.
- Den totale energien til buss-jord-systemet er bevart, selv om en del av den mekaniske energien blir transformert til intern energi.
Svaret på denne øvelsen er V, F, V. Det vil si at det første alternativet er sant. Hvis vi går til formelen for kinetisk energi, kan vi se at hvis hastigheten er konstant, forblir den kinetiske energien konstant. Mekanisk energi er ikke bevart, siden gravitasjonspotensialet fortsetter å variere når man faller ned fra høyden. Den siste er sant, siden kjøretøyets indre energi vokser for å holde kroppen i bevegelse.
Jeg håper at du med disse eksemplene kan lære bedre om mekanisk energi og bestå de fysiske eksamenene som koster så mye for mange mennesker 😛