Механическая энергия

Механическая энергия велосипедиста

В предыдущих статьях мы подробно проанализировали кинетическая энергия и все, что с этим связано. В этом случае мы продолжаем обучение и переходим к изучению механическая энергия. Этот тип энергии вырабатывается в результате работы тела. Его можно передавать между другими телами. Можно сказать, что это сумма кинетической энергии, производимой движением тел, с упругой и / или гравитационной потенциальной энергией. Эта энергия производится посредством взаимодействия тел в зависимости от положения каждого из них.

В этом посте вы узнаете все, что связано с механической энергией, от того, как она работает, до того, как ее вычислять и использовать. Хотели бы вы об этом узнать? Продолжайте читать 🙂

Объяснение механической энергии

Механическая энергия

Чтобы было легче понять, возьмем пример. Представим себе объект, брошенный издалека с земли. Этот объект будет нести предыдущую кинетическую энергию, потому что он движется. По мере продвижения он приобретает скорость и гравитационную потенциальную энергию, когда поднимается над уровнем земли. Возьмем, к примеру, метание мяча.

Принимая во внимание, что наша рука воздействует на мяч, она передает ему кинетическую энергию, чтобы он мог двигаться. В этом примере мы рассмотрим незначительная сила трения с воздухом В противном случае это сильно затруднило бы вычисления и изучение концепции. Когда мяч брошен и находится в воздухе, он несет кинетическую энергию, которая заставляет его двигаться, и гравитационную потенциальную энергию, которая притягивает его к земле, потому что он поднят.

Мы всегда должны помнить, что на нас действует сила тяжести. Гравитация Земли толкает нас к земле с ускорение 9,8 метра в секунду в квадрате. Обе силы, взаимодействующие с мячом, имеют разную скорость, ускорение и направление. Следовательно, механическая энергия является результатом обеих энергий.

Единицей измерения механической энергии согласно Международной системе является джоуль.

Формула

Бросать мяч

Для физиков расчет механической энергии выражается в сумме кинетической энергии и гравитационного потенциала. Это выражается формулой:

Эм = Ес + Ер

Где Em - механическая энергия, Ec - кинетическая, а Ep - потенциальная. Мы видели формулу кинетической энергии в другом посте. Когда мы говорим о гравитационной потенциальной энергии, мы говорим о результате умножения массы на высоту и силу тяжести. Умножение этих единиц показывает нам потенциальную энергию объекта.

Принцип сохранения энергии

Механическая энергия мотоцикла

Учителя всегда снова и снова настаивали на том, что энергия не создается и не уничтожается, а трансформируется. Это подводит нас к принципу сохранения энергии.

Когда механическая энергия исходит из изолированной системы (в которой нет трения), основанной на консервативных силах (которые сохраняют механическую энергию системы) его результат останется постоянным. В другой ситуации энергия тела будет постоянной до тех пор, пока изменение происходит только в режиме энергии, а не в ее величине. То есть если энергия трансформируется из кинетической в ​​потенциальную или в механическую.

Например, если мы бросим мяч вертикально, он будет обладать всей кинетической и потенциальной энергией в момент всплытия. Однако когда он достигает своей высшей точки, будучи остановленным без смещения, он будет иметь только потенциальную энергию гравитации. В этом случае энергия сохраняется, но в потенциальном режиме.

Этот вывод можно математически выразить уравнением:

Em = Ec + Ep = постоянная

Примеры упражнений

Упражнения и проблемы

Чтобы предложить вам лучшее обучение этому типу энергии, мы приведем несколько примеров упражнений и будем решать их шаг за шагом. В этих вопросах мы будем задействовать различные типы энергии, которые мы видели до сих пор.

  1. Отметьте неправильный вариант:
  2. а) Кинетическая энергия - это энергия, которой обладает тело, потому что оно находится в движении.
  3. б) Можно сказать, что гравитационная потенциальная энергия - это энергия, которой обладает тело, потому что оно находится на определенной высоте над земной поверхностью.
  4. в) Общая механическая энергия тела обычна, даже если это трение.
  5. г) Полная энергия Вселенной постоянна и может преобразовываться из одной формы в другую; однако его нельзя создать или уничтожить.
  6. д) Когда тело обладает кинетической энергией, оно способно выполнять работу.

В этом случае неправильный вариант - последний. Работа не выполняется объектом, имеющим кинетическую энергиюНо тело, которое дало вам эту энергию. Вернемся к примеру с мячом. Подбрасывая его в воздух, мы делаем работу, чтобы дать ему кинетическую энергию для движения.

  1. Допустим, автобус с массой m едет по горной дороге и спускается на высоту h. Водитель автобуса не отпускает тормоза, чтобы не сбиться с холма. Это поддерживает постоянную скорость автобуса, даже когда автобус спускается. Учитывая эти условия, укажите, истинно это или ложно:
  • Вариация кинетической энергии автомобиля равна нулю.
  • Механическая энергия системы автобус-Земля сохраняется, поскольку скорость автобуса постоянна.
  • Полная энергия системы автобус-Земля сохраняется, хотя часть механической энергии преобразуется во внутреннюю энергию.

Ответ на это упражнение - V, F, V. То есть верен первый вариант. Если мы перейдем к формуле для кинетической энергии, мы увидим, что если скорость постоянна, кинетическая энергия остается постоянной. Механическая энергия не сохраняется, поскольку гравитационный потенциал продолжает изменяться при спуске с высоты. Последнее верно, поскольку внутренняя энергия транспортного средства растет, чтобы тело могло двигаться.

Я надеюсь, что с этими примерами вы сможете лучше узнать о механической энергии и сдать физические экзамены, которые так дорого обходятся многим людям 😛


Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.

Будьте первым, чтобы комментировать

Оставьте свой комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.

*

*

  1. Ответственный за данные: Мигель Анхель Гатон
  2. Назначение данных: контроль спама, управление комментариями.
  3. Легитимация: ваше согласие
  4. Передача данных: данные не будут переданы третьим лицам, кроме как по закону.
  5. Хранение данных: база данных, размещенная в Occentus Networks (ЕС)
  6. Права: в любое время вы можете ограничить, восстановить и удалить свою информацию.