Në artikujt e mëparshëm kemi analizuar tërësisht energjia kinetike dhe gjithçka që lidhet me të. Në këtë rast, ne vazhdojmë me trajnimin dhe vazhdojmë të studiojmë energji mekanike. Kjo lloj energjie është ajo që prodhohet nga puna e një trupi. Mund të transferohet midis trupave të tjerë. Mund të thuhet se është shuma e energjisë kinetike të prodhuar nga lëvizja e trupave, me energjinë potenciale elastike dhe / ose gravitacionale. Kjo energji prodhohet përmes bashkëveprimit të trupave në lidhje me pozicionin që ka secili.
Në këtë postim do të mësoni gjithçka që lidhet me energjinë mekanike, nga mënyra se si funksionon deri te mënyra e llogaritjes së saj dhe shërbimeve të saj. Dëshironi të mësoni në lidhje me të? Vazhdoni të lexoni
Shpjegimi i energjisë mekanike
Për ta kuptuar më lehtë, le të marrim një shembull. Le të mendojmë për një objekt që hidhet nga një distancë nga toka. Ai objekt do të ketë një energji të mëparshme kinetike sepse është në lëvizje. Ndërsa përparon, ajo fiton një shpejtësi dhe energji potenciale gravitacionale kur ngrihet mbi nivelin e tokës. Le të marrim si shembull hedhjen e një topi.
Duke marrë parasysh që krahu ynë ushtron punë mbi topin, ajo transferon energjinë kinetike tek ajo në mënyrë që të mund të lëvizë. Në këtë shembull do të shqyrtojmë forca e papërfillshme e fërkimit me ajrin Ose përndryshe do të bënte llogaritje dhe mësimin e konceptit shumë të vështirë. Kur topi është hedhur dhe është në ajër, ajo mbart energjinë kinetike që e shtyn atë të lëvizë dhe energjinë potenciale gravitacionale që e tërheq atë në tokë sepse është e ngritur.
Gjithmonë duhet të kihet parasysh se ne i nënshtrohemi forcës së gravitetit. Graviteti i Tokës na shtyn drejt tokës me një nxitim prej 9,8 metra në sekondë në katror. Të dy forcat që bashkëveprojnë me topin kanë shpejtësi, nxitim dhe drejtim të ndryshëm. Prandaj, energjia mekanike është rezultati i të dy energjive.
Njësia e matjes së energjisë mekanike, sipas Sistemit Ndërkombëtar, është xhaul.
formulë
Për fizikantët, llogaritja e energjisë mekanike përkthehet në shumën e energjisë kinetike dhe potencialit gravitues. Kjo shprehet me formulën:
Em = Ec + Ep
Ku Em është energjia mekanike, Ec kinetika dhe Ep potenciali. Ne e pamë formulën e energjisë kinetike në një post tjetër. Kur flasim për energji potenciale gravitacionale, ne po flasim për rezultatin e masës së gjatësisë dhe gravitetit. Shumëzimi i këtyre njësive na tregon energjinë e mundshme të një objekti.
Parimi i ruajtjes së energjisë
Mësuesit gjithmonë kanë këmbëngulur pa pushim që energjia as nuk krijohet as shkatërrohet, por transformohet. Kjo na sjell te parimi i ruajtjes së energjisë.
Kur energjia mekanike vjen nga një sistem i izoluar (një në të cilin nuk ka fërkime) bazuar në forcat konservatore (e cila kursen energjinë mekanike të sistemit) rezultati i saj do të mbetet konstant. Në një situatë tjetër, energjia e trupit do të jetë konstante për sa kohë që ndryshimi ndodh vetëm në mënyrën e energjisë dhe jo në vlerën e tij. Kjo do të thotë, nëse energjia shndërrohet nga kinetike në potenciale ose në mekanike.
Për shembull, nëse e hedhim topin vertikalisht ajo do të ketë të gjithë energjinë kinetike dhe potenciale në momentin e ngjitjes. Sidoqoftë, kur të arrijë pikën më të lartë, duke u ndalur pa zhvendosje, ai do të ketë vetëm energjinë e mundshme gravitacionale. Në këtë rast, energjia ruhet, por në modalitetin e mundshëm.
Ky zbritje mund të shprehet matematikisht me ekuacionin:
Em = Ec + Ep = konstante
Shembuj të ushtrimeve
Për t'ju ofruar një mësim më të mirë të këtij lloji të energjisë, ne do të vendosim disa shembuj të ushtrimeve dhe do t'i zgjidhim ato hap pas hapi. Në këto pyetje ne do të përfshijmë lloje të ndryshme të energjisë që kemi parë deri më tani.
- Kontrolloni opsionin e gabuar:
- a) Energjia kinetike është energjia që posedon një trup, sepse është në lëvizje.
- b) Mund të thuhet se energjia e mundshme gravitacionale është energjia që posedon një trup sepse ndodhet në një lartësi të caktuar mbi sipërfaqen e tokës.
- c) Energjia totale mekanike e një trupi është e zakonshme, madje edhe me shfaqjen e fërkimit.
- d) Energjia totale e universit është konstante dhe mund të shndërrohet nga një formë në tjetrën; megjithatë, nuk mund të krijohet ose shkatërrohet.
- e) Kur një trup ka energji kinetike, ai është i aftë të bëjë punë.
Në këtë rast, opsioni i gabuar është i fundit. Puna nuk bëhet nga objekti që ka energjinë kinetikePor trupi që ju ka dhënë atë energji. Le të kthehemi te shembulli i topit. Duke e hedhur në ajër, ne jemi ata që bëjmë punën për t’i dhënë asaj energjinë kinetike për të lëvizur.
- Le të themi se një autobus me një masë m udhëton përgjatë një rruge malore dhe zbret me një lartësi h. Shoferi i autobusit mban frenat të ndezura për të shmangur përplasjen në tatëpjetë. Kjo e mban shpejtësinë e autobusit konstante edhe kur autobusi është duke zbritur. Duke marrë parasysh këto kushte, tregoni nëse është e vërtetë apo e gabuar:
- Ndryshimi i energjisë kinetike të makinës është zero.
- Energjia mekanike e sistemit autobus-Tokë është e ruajtur, pasi që shpejtësia e autobusit është konstante.
- Energjia totale e sistemit autobus-Tokë është e ruajtur, megjithëse një pjesë e energjisë mekanike shndërrohet në energji të brendshme.
Përgjigja për këtë ushtrim është V, F, V. Kjo është, opsioni i parë është i vërtetë. Nëse shkojmë te formula e energjisë kinetike mund të shohim që nëse shpejtësia është konstante, energjia kinetike mbetet konstante. Energjia mekanike nuk ruhet, pasi potenciali gravitues vazhdon të ndryshojë kur zbret nga lartësitë. E fundit është e vërtetë, pasi energjia e brendshme e automjetit rritet për të mbajtur trupin në lëvizje.
Shpresoj që me këta shembuj të mësoni më mirë për energjinë mekanike dhe të kaloni provimet fizike që kushtojnë kaq shumë për shumë njerëz