Mechanická energia

Mechanická energia cyklistu

V predchádzajúcich článkoch sme sa podrobne venovali analýze Kinetická energia a všetko, čo s tým súvisí. V takom prípade pokračujeme v tréningu a pokračujeme v štúdiu mechanická energia. Tento typ energie je to, čo je produkované prácou tela. Môže sa prenášať medzi inými orgánmi. Dalo by sa povedať, že je to súčet kinetickej energie produkovanej pohybom telies s elastickou a / alebo gravitačnou potenciálnou energiou. Táto energia sa vyrába interakciou telies vo vzťahu k polohe, ktorú má každý z nich.

V tomto príspevku sa dozviete všetko, čo súvisí s mechanickou energiou, od jej fungovania až po jej výpočet a využitie. Chceli by ste sa o tom dozvedieť? Čítajte ďalej 🙂

Vysvetlenie mechanickej energie

Mechanická energia

Aby sme to ľahko pochopili, vezmime si príklad. Pomyslime na predmet, ktorý je odhodený z diaľky od zeme. Tento objekt bude niesť predchádzajúcu kinetickú energiu, pretože sa pohybuje. Postupom získava rýchlosť a gravitačnú potenciálnu energiu, keď je vyvýšená nad úroveň zeme. Vezmime si ako príklad hod guľou.

Ak vezmeme do úvahy, že naše rameno vyvíja prácu na lopte, prenáša kinetickú energiu do nej, aby sa mohla pohybovať. V tomto príklade zvážime zanedbateľná trecia sila so vzduchom Alebo by to sťažilo výpočty a osvojenie si konceptu. Keď je lopta vyhodená a je vo vzduchu, nesie kinetickú energiu, ktorá ju poháňa k pohybu, a gravitačnú potenciálnu energiu, ktorá ju ťahá k zemi, pretože je vyvýšená.

Vždy musíme mať na pamäti, že sme vystavení gravitačnej sile. Gravitácia Zeme nás tlačí k zemi pomocou zrýchlenie na 9,8 metra za sekundu na druhú. Obe sily, ktoré interagujú s loptou, majú rozdielnu rýchlosť, zrýchlenie a smer. Preto je mechanická energia výsledkom oboch energií.

Jednotkou merania mechanickej energie je podľa medzinárodného systému joule.

Vzorec

Vhadzovanie lopty

Pre fyzikov sa výpočet mechanickej energie premieta do súčtu kinetickej energie a gravitačného potenciálu. Vyjadruje to vzorec:

Em = Ec + Ep

Kde Em je mechanická energia, Ec kinetická a Ep potenciál. Vzorec kinetickej energie sme videli v inom príspevku. Keď hovoríme o gravitačnej potenciálnej energii, hovoríme o výsledku hmotnosti krát výšky a gravitácie. Násobenie týchto jednotiek nám ukazuje potenciálnu energiu objektu.

Princíp úspory energie

Mechanická energia motocykla

Učitelia vždy a stále trvali na tom, že energia sa nevytvára, ani nezničí, ale transformuje. Týmto sa dostávame k princípu zachovania energie.

Keď mechanická energia pochádza z izolovaného systému (systému, v ktorom nedochádza k treniu) založeného na konzervatívnych silách (ktoré šetria mechanickú energiu systému) jeho výslednica zostane konštantná. V inej situácii bude energia tela konštantná, pokiaľ dôjde k zmene iba v energetickom režime a nie v jeho hodnote. To znamená, že ak sa energia transformuje z kinetickej na potenciálnu alebo na mechanickú.

Napríklad, ak hodíme loptu zvisle, bude mať v okamihu výstupu všetku kinetickú a potenciálnu energiu. Keď však dosiahne svoj najvyšší bod bez zastavenia bez zastavenia, bude mať iba gravitačnú potenciálnu energiu. V tomto prípade je energia zachovaná, ale v potenciálnom režime.

Tento odpočet možno matematicky vyjadriť pomocou rovnice:

Em = Ec + Ep = konštantná

Príklady cvičení

Cvičenia a problémy

Aby sme vám ponúkli lepšiu výučbu tohto typu energie, uvedieme niekoľko príkladov cvičení a postupne ich vyriešime. Do týchto otázok zapojíme rôzne druhy energie, ktoré sme doteraz videli.

  1. Skontrolujte nesprávnu možnosť:
  2. a) Kinetická energia je energia, ktorú telo vlastní, pretože je v pohybe.
  3. b) Dá sa povedať, že gravitačná potenciálna energia je energia, ktorú telo vlastní, pretože sa nachádza v určitej výške nad zemským povrchom.
  4. c) Celková mechanická energia telesa je bežná, dokonca aj pri vzhľade trenia.
  5. d) Celková energia vesmíru je konštantná a je možné ju transformovať z jednej formy do druhej; nemožno ju však vytvoriť ani zničiť.
  6. e) Keď má telo kinetickú energiu, je schopné vykonávať prácu.

V takom prípade je nesprávna možnosť posledná. Prácu nerobí objekt, ktorý má kinetickú energiuAle telo, ktoré vám dalo túto energiu. Vráťme sa k príkladu s loptou. Tým, že ho vyhodíme do vzduchu, robíme prácu preto, aby sme mu dodali kinetickú energiu na pohyb.

  1. Povedzme, že autobus s hmotnosťou m jazdí po horskej ceste a klesá o výšku h. Vodič autobusu zabrzdí, aby sa nezrazil z kopca. To udržuje konštantnú rýchlosť zbernice aj pri klesaní autobusu. Vzhľadom na tieto podmienky uveďte, či je to pravda alebo nepravda:
  • Variácia kinetickej energie automobilu je nulová.
  • Mechanická energia systému zbernica-zem je zachovaná, pretože rýchlosť zbernice je konštantná.
  • Celková energia systému zbernica-zem je zachovaná, aj keď sa časť mechanickej energie transformuje na energiu vnútornú.

Odpoveď na toto cvičenie je V, F, V. To znamená, že prvá možnosť je pravdivá. Ak pôjdeme do vzorca pre kinetickú energiu, môžeme vidieť, že ak sú otáčky konštantné, kinetická energia zostáva konštantná. Mechanická energia nie je zachovaná, pretože gravitačný potenciál sa pri klesaní z výšky naďalej mení. Posledná z nich je pravda, pretože vnútorná energia vozidla rastie, aby udržala telo v pohybe.

Dúfam, že na týchto príkladoch sa dozviete lepšie informácie o mechanickej energii a absolvujete fyzikálne skúšky, ktoré toľko ľudí stoja toľko 😛


Obsah článku je v súlade s našimi zásadami redakčná etika. Ak chcete nahlásiť chybu, kliknite na ikonu tu.

Buďte prvý komentár

Zanechajte svoj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Povinné položky sú označené *

*

*

  1. Zodpovedný za údaje: Miguel Ángel Gatón
  2. Účel údajov: Kontrolný SPAM, správa komentárov.
  3. Legitimácia: Váš súhlas
  4. Oznamovanie údajov: Údaje nebudú poskytnuté tretím stranám, iba ak to vyplýva zo zákona.
  5. Ukladanie dát: Databáza hostená spoločnosťou Occentus Networks (EU)
  6. Práva: Svoje údaje môžete kedykoľvek obmedziť, obnoviť a vymazať.