Sa mga nakaraang artikulo ay lubusang nasuri namin lakas na gumagalaw at lahat ng nauugnay dito. Sa kasong ito, nagpapatuloy kami sa pagsasanay at nagpapatuloy sa pag-aaral mekanikal na lakas. Ang ganitong uri ng enerhiya ay kung ano ang ginawa ng gawain ng isang katawan. Maaari itong ilipat sa pagitan ng iba pang mga katawan. Masasabing ito ay ang kabuuan ng lakas na gumagalaw na ginawa ng paggalaw ng mga katawan, na may nababanat at / o gravitational potensyal na enerhiya. Ang enerhiya na ito ay ginawa sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay ng mga katawan na may kaugnayan sa posisyon na mayroon ang bawat isa.
Sa post na ito matututunan mo ang lahat na nauugnay sa mekanikal na enerhiya, mula sa kung paano ito gumagana hanggang sa kung paano makalkula ito at ang mga utility. Nais mo bang malaman tungkol dito? Patuloy na basahin 🙂
Paliwanag ng lakas na mekanikal
Upang gawing madaling maunawaan, gumawa tayo ng isang halimbawa. Pag-isipan natin ang isang bagay na itinapon mula sa isang distansya mula sa lupa. Ang bagay na iyon ay magdadala ng isang dating lakas na gumagalaw sapagkat gumagalaw ito. Sa pagsulong nito, nakakakuha ito ng isang bilis at isang gravitational potensyal na enerhiya kapag ito ay nakataas sa itaas ng antas ng lupa. Gawin nating halimbawa ang pagkahagis ng bola.
Isinasaalang-alang na ang aming braso ay nagsisikap na gumana sa bola, inililipat nito ang lakas na gumagalaw dito upang maaari itong ilipat. Sa halimbawang ito isasaalang-alang namin bale-wala na puwersa ng alitan sa hangin O kung hindi man ay gagawin nitong mahirap ang mga kalkulasyon at pag-aaral ng konsepto. Kapag ang bola ay itinapon at nasa hangin, nagdadala ito ng lakas na gumagalaw na hinihimok ito upang ilipat at ang gravitational potensyal na enerhiya na kumukuha nito sa lupa dahil ito ay nakataas.
Dapat nating laging tandaan na napapailalim tayo sa lakas ng grabidad. Itinutulak tayo ng gravity ng Earth patungo sa lupa isang pagpabilis ng 9,8 metro bawat segundo na parisukat. Ang parehong mga puwersa na nakikipag-ugnay sa bola ay may iba't ibang bilis, pagbilis, at direksyon. Samakatuwid, ang mekanikal na enerhiya ay ang resulta ng parehong mga enerhiya.
Ang yunit ng pagsukat ng mekanikal na enerhiya, ayon sa International System, ay ang joule.
Pormula
Para sa mga physicist, ang pagkalkula ng enerhiya ng makina ay isinasalin sa kabuuan ng lakas na gumagalaw at potensyal na gravitational. Ito ay ipinahayag ng pormula:
Em = Ec + Ep
Kung saan ang Em ay ang lakas na mekanikal, Ec ang kinetic at Ep ang potensyal. Nakita namin ang pormula ng lakas na gumagalaw sa isa pang post. Kapag pinag-uusapan natin ang tungkol sa gravitational potensyal na enerhiya, pinag-uusapan natin ang resulta ng taas at gravity ng mga oras ng masa. Ang pagpaparami ng mga yunit na ito ay ipinapakita sa amin ang potensyal na enerhiya ng isang bagay.
Prinsipyo ng pangangalaga ng enerhiya
Palaging iginiit ng mga guro nang paulit-ulit na ang enerhiya ay hindi nilikha o nawasak, ngunit nabago. Dinadala tayo nito sa prinsipyo ng pangangalaga ng enerhiya.
Kapag ang lakas na mekanikal ay nagmula sa isang nakahiwalay na system (isa kung saan walang alitan) batay sa mga konserbatibong pwersa (na pinapanatili ang mekanikal na enerhiya ng system) ang resulta nito ay mananatiling pare-pareho. Sa ibang sitwasyon, ang lakas ng katawan ay magiging pare-pareho hangga't ang pagbabago ay nangyayari lamang sa mode ng enerhiya at hindi sa halaga nito. Iyon ay, kung ang enerhiya ay nabago mula sa kinetic patungo sa potensyal o sa mekanikal.
Halimbawa, kung itapon natin ang bola nang patayo magkakaroon ito ng lahat ng kinetiko at potensyal na enerhiya sa sandali ng pag-akyat. Gayunpaman, kapag naabot nito ang pinakamataas na punto, na tumitigil nang walang pag-aalis, magkakaroon lamang ito ng gravitational potensyal na enerhiya. Sa kasong ito, ang enerhiya ay napanatili, ngunit sa potensyal na mode.
Ang pagbabawas na ito ay maaaring ipahayag sa matematika kasama ang equation:
Em = Ec + Ep = pare-pareho
Mga halimbawa ng ehersisyo
Upang maalok sa iyo ang isang mas mahusay na pagtuturo ng ganitong uri ng enerhiya, maglalagay kami ng ilang mga halimbawa ng pagsasanay at malulutas namin ang mga ito nang paunahin. Sa mga katanungang ito isasangkot namin ang iba't ibang mga uri ng enerhiya na nakita natin sa ngayon.
- Suriin ang maling pagpipilian:
- a) Ang enerhiya na gumagalaw ay ang enerhiya na taglay ng isang katawan, sapagkat ito ay gumagalaw.
- b) Masasabing ang gravitational potensyal na enerhiya ay ang enerhiya na taglay ng isang katawan sapagkat ito ay matatagpuan sa isang tiyak na taas sa itaas ng lupa.
- c) Ang kabuuang lakas na mekanikal ng isang katawan ay karaniwan, kahit na may hitsura ng alitan.
- d) Ang kabuuang enerhiya ng uniberso ay pare-pareho, at maaaring mabago mula sa isang anyo patungo sa isa pa; gayunpaman, hindi ito maaaring malikha o masisira.
- e) Kapag ang isang katawan ay may lakas na gumagalaw, ito ay may kakayahang gumawa ng trabaho.
Sa kasong ito, ang maling pagpipilian ay ang huli. Ang gawain ay hindi ginagawa ng bagay na mayroong lakas na gumagalawNgunit ang katawan na nagbigay sa iyo ng lakas na iyon. Balikan natin ang halimbawa ng bola. Sa pamamagitan ng pagtapon nito sa hangin, tayo ang gumagawa ng gawain upang mabigyan ito ng lakas na gumagalaw.
- Sabihin nating ang isang bus na may mass m ay naglalakbay sa isang kalsada sa bundok at bumababa ng taas h. Pinapanatili ng driver ng bus ang preno upang maiwasan ang pagbagsak pababa. Pinapanatili nito ang bilis ng bus na pantay kahit na bumababa ang bus. Isinasaalang-alang ang mga kundisyong ito, ipahiwatig kung ito ay totoo o hindi:
- Ang pagkakaiba-iba ng lakas na gumagalaw ng kotse ay zero.
- Ang mekanikal na enerhiya ng sistema ng bus-Earth ay napapanatili, dahil ang bilis ng bus ay pare-pareho.
- Ang kabuuang enerhiya ng sistema ng bus-Earth ay nakatipid, bagaman bahagi ng mekanikal na enerhiya ay nabago sa panloob na enerhiya.
Ang sagot sa ehersisyo na ito ay V, F, V. Iyon ay, ang unang pagpipilian ay totoo. Kung pupunta tayo sa pormula para sa lakas na gumagalaw maaari nating makita na kung ang bilis ay pare-pareho, ang lakas na gumagalaw ay mananatiling pare-pareho. Ang mekanikal na enerhiya ay hindi nakatipid, dahil ang potensyal na gravitational ay patuloy na nag-iiba kapag bumababa mula sa taas. Ang huli ay totoo, dahil ang panloob na enerhiya ng sasakyan ay lumalaki upang mapanatili ang paggalaw ng katawan.
Inaasahan kong sa mga halimbawang ito maaari kang matuto nang higit pa tungkol sa lakas na mekanikal at maipasa ang mga pisikal na pagsusulit na napakahalaga sa maraming tao 😛