Önceki makalelerde iyice analiz ettik kinetik enerji ve onunla ilgili her şey. Bu durumda eğitime devam ediyoruz ve çalışmaya devam ediyoruz. mekanik enerji. Bu tür bir enerji, bir bedenin çalışmasıyla üretilen şeydir. Diğer organlar arasında transfer edilebilir. Elastik ve / veya yerçekimi potansiyel enerjisi ile cisimlerin hareketi ile üretilen kinetik enerjinin toplamı olduğu söylenebilir. Bu enerji, her birinin sahip olduğu konuma bağlı olarak bedenlerin etkileşimi yoluyla üretilir.
Bu yazıda, nasıl çalıştığından, nasıl hesaplanacağına ve faydalarına kadar mekanik enerji ile ilgili her şeyi öğreneceksiniz. Bunu öğrenmek ister misin? Okumaya devam et 🙂
Mekanik enerjinin açıklaması
Anlaşılmasını kolaylaştırmak için bir örnek verelim. Yerden belli bir mesafeden fırlatılan bir nesneyi düşünelim. Bu nesne hareket ettiği için önceki bir kinetik enerji taşıyacaktır. İlerledikçe, yer seviyesinin üzerine çıktığında bir hız ve yerçekimi potansiyel enerjisi elde eder. Örnek olarak bir topun fırlatılmasını ele alalım.
Kolumuzun topa yaptığı işi hesaba katarak hareket edebilmesi için kinetik enerjiyi ona aktarır. Bu örnekte ele alacağız hava ile önemsiz sürtünme kuvveti Ya da hesaplamaları ve kavramı öğrenmeyi çok zorlaştırırdı. Top atıldığında ve havadayken, onu hareket ettiren kinetik enerjiyi ve yükseldiği için onu yere çeken yerçekimi potansiyel enerjisini taşır.
Yerçekimi kuvvetine maruz kaldığımızı daima aklımızda tutmalıyız. Dünyanın yerçekimi bizi yere doğru itiyor saniyede 9,8 metre kare ivme. Topla etkileşime giren her iki kuvvetin hızı, ivmesi ve yönü farklıdır. Bu nedenle, mekanik enerji her iki enerjinin sonucudur.
Uluslararası Sisteme göre mekanik enerjinin ölçü birimi joule'dür.
formül
Fizikçiler için mekanik enerjinin hesaplanması, kinetik enerji ve yerçekimi potansiyelinin toplamı anlamına gelir. Bu, aşağıdaki formülle ifade edilir:
Em = Ek + Ep
Em'in mekanik enerji olduğu yerde, Ec kinetik ve Ep ise potansiyeldir. Kinetik enerji formülünü başka bir gönderide gördük. Yerçekimi potansiyel enerjisinden bahsettiğimizde, kütle çarpı yükseklik ve yerçekiminin sonucundan bahsediyoruz. Bu birimlerin çarpımı bize bir nesnenin potansiyel enerjisini gösterir.
Enerjinin korunumu ilkesi
Öğretmenler, enerjinin ne yaratıldığı ne de yok edildiği, aksine dönüştürüldüğü konusunda her zaman ısrar etmişlerdir. Bu bizi enerjinin korunumu ilkesine getiriyor.
Mekanik enerji, konservatif kuvvetlere (sistemin mekanik enerjisini koruyan) dayalı izole edilmiş bir sistemden (sürtünmenin olmadığı sistem) geldiğinde sonucu sabit kalacaktır. Başka bir durumda, bedenin enerjisi, değişim değerinde değil, sadece enerji modunda gerçekleştiği sürece sabit kalacaktır. Yani, enerji kinetikten potansiyele veya mekaniğe dönüştürülürse.
Örneğin, topu dikey olarak atarsak, yükselme anında tüm kinetik ve potansiyel enerjiye sahip olur. Ancak en yüksek noktasına ulaştığında, yer değiştirmeden durdurulduğunda, yalnızca yerçekimi potansiyel enerjisine sahip olacaktır. Bu durumda, enerji korunur, ancak potansiyel moddadır.
Bu kesinti matematiksel olarak aşağıdaki denklemle ifade edilebilir:
Em = Ec + Ep = sabit
Egzersiz örnekleri
Size bu tür enerjiyi daha iyi öğretmek için, birkaç alıştırma örneği koyacağız ve bunları adım adım çözeceğiz. Bu sorulara şimdiye kadar gördüğümüz farklı enerji türlerini dahil edeceğiz.
- Yanlış seçeneği kontrol edin:
- a) Kinetik enerji, hareket halinde olduğu için bir bedenin sahip olduğu enerjidir.
- b) Yerçekimi potansiyel enerjisinin, bir cismin dünya yüzeyinin üzerinde belirli bir yükseklikte yer alması nedeniyle sahip olduğu enerji olduğu söylenebilir.
- c) Bir cismin toplam mekanik enerjisi, sürtünme görünümünde bile yaygındır.
- d) Evrenin toplam enerjisi sabittir ve bir formdan diğerine dönüştürülebilir; ancak oluşturulamaz veya yok edilemez.
- e) Bir vücut kinetik enerjiye sahip olduğunda, iş yapabilir.
Bu durumda, yanlış seçenek son seçenektir. İş, kinetik enerjiye sahip nesne tarafından yapılmaz.Ama size o enerjiyi veren beden. Top örneğine geri dönelim. Onu havaya atarak, ona hareket etmesi için kinetik enerji vermek için işi yapan bizleriz.
- M kütleli bir otobüsün bir dağ yolunda ilerlediğini ve h yüksekliği ile alçaldığını varsayalım. Otobüs şoförü yokuş aşağı çarpmayı önlemek için frenleri açık tutar. Bu, otobüs alçalırken bile otobüsün hızını sabit tutar. Bu koşulları göz önünde bulundurarak, doğru mu yanlış mı olduğunu belirtin:
- Arabanın kinetik enerjisinin değişimi sıfırdır.
- Bus-Earth sisteminin mekanik enerjisi korunur, çünkü otobüsün hızı sabittir.
- Otobüs-Dünya sisteminin toplam enerjisi korunur, ancak mekanik enerjinin bir kısmı iç enerjiye dönüştürülür.
Bu alıştırmanın cevabı V, F, V'dir. Yani ilk seçenek doğrudur. Kinetik enerji formülüne gidersek, hız sabitse kinetik enerjinin sabit kaldığını görebiliriz. Yerçekimi potansiyeli yüksekten alçaldığında değişmeye devam ettiğinden mekanik enerji korunmaz. Sonuncusu, aracın iç enerjisi vücudun hareket etmesini sağlamak için büyüdüğü için doğrudur.
Umarım bu örneklerle mekanik enerji hakkında daha iyi bilgi edinebilir ve birçok kişiye çok pahalıya mal olan fiziksel sınavları geçebilirsiniz 😛