机械能

骑单车的机械能

在之前的文章中,我们彻底分析了 动能 以及与此有关的一切。 在这种情况下,我们将继续培训并继续学习 机械能。 这种能量是人体工作产生的能量。 它可以在其他实体之间转移。 可以说,这是物体运动产生的动能与弹性和/或重力势能之和。 这种能量是通过物体相对于每个物体所具有的位置的相互作用而产生的。

在这篇文章中,您将学习与机械能有关的一切,从其工作原理到如何计算它及其效用。 您想了解吗? 继续阅读🙂

机械能的解释

机械能

为了易于理解,我们举个例子。 让我们考虑一下一个物体,它是与地面相距很远的地方抛出的。 该物体将移动,因此会携带先前的动能。 随着它的前进,当它上升到地面以上时,它会获得速度和重力势能。 让我们以掷球为例。

考虑到我们的手臂在球上施加功,它会将动能传递给它,以便它可以运动。 在这个例子中,我们将考虑 与空气的摩擦力可忽略不计 否则,将使计算和学习该概念变得非常困难。 当球被抛出并在空中时,它携带驱动球运动的动能和由于其升高而将其吸引到地面的重力势能。

必须始终牢记,我们承受着重力。 地球的引力将我们推向地面 加速度为每秒9,8米的平方。 与球相互作用的两个力都具有不同的速度,加速度和方向。 因此,机械能是两种能量的总和。

根据国际体系,机械能的计量单位是焦耳。

公式

投球

对于物理学家来说,计算机械能转化为动能和重力势的总和。 这由以下公式表示:

Em = Ec + Ep

其中,Em是机械能,Ec是动能,Ep是电势。 我们在另一篇文章中看到了动能公式。 当我们谈论引力势能时,我们所谈论的是质量乘以高度和引力的结果。 这些单位的乘积向我们展示了物体的势能。

节能原理

摩托车的机械能

老师们总是一遍又一遍地坚持,能量既不会创造也不会破坏,而是会改变。 这将我们带入了能量守恒的原则。

当机械能来自基于保守力的隔离系统(其中没有摩擦力)时(这节省了系统的机械能) 其结果将保持恒定。 在另一种情况下,只要变化仅在能量模式下发生而其值不发生变化,身体的能量就将保持恒定。 也就是说,如果能量从动能转换为势能或机械能。

例如,如果我们垂直投掷球,则在上升时它将具有所有动能和势能。 但是,当它到达最高点而没有位移而停止时,它将仅具有重力势能。 在这种情况下,能量是节省的,但处于势能模式。

此推导可以用以下公式数学表示:

Em = Ec + Ep =常数

练习的例子

练习和问题

为了让您更好地了解这种能量,我们将举一些练习的例子,并将逐步解决它们。 在这些问题中,我们将涉及到目前为止所看到的不同类型的能量。

  1. 检查错误的选项:
  2. a)动能是身体由于运动而拥有的能量。
  3. b)可以说,重力势能是物体所拥有的能量,因为它位于地球表面上方一定的高度。
  4. c)即使出现摩擦,物体的总机械能还是很普遍的。
  5. d)宇宙的总能量是恒定的,可以从一种形式转换为另一种形式; 但是,不能创建或销毁它。
  6. e)当一个物体具有动能时,它就可以做功。

在这种情况下,错误的选择是最后一个选择。 这项工作不是由具有动能的物体完成的正是身体赋予了您这种能量。 让我们回到球的例子。 通过将它扔到空中,我们就是那些努力使它移动的动能的人。

  1. 假设质量为m的公共汽车沿着山路行驶并下降高度h。 公交车司机会一直踩刹车,以免下坡时撞车。 即使总线正在下降,这也可以使总线速度保持恒定。 考虑到这些条件,请指出它是对还是错:
  • 汽车的动能变化为零。
  • 由于总线的速度是恒定的,因此可以节省总线-地球系统的机械能。
  • 尽管部分机械能被转换为内部能,但巴士-地球系统的总能量得以保留。

此练习的答案是V,F,V。 也就是说,第一种选择是正确的。 如果我们看一下动能的公式,我们可以看到,如果速度恒定,则动能保持恒定。 机械能是不守恒的,因为当从高度下降时,引力势会继续变化。 最后一个是正确的,因为车辆的内部能量不断增长,以保持身体运动。

我希望通过这些示例,您可以更好地了解机械能,并通过对许多人来说非常昂贵的体检😛


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