• Kas yra mechaninė energija?
• Mechaninės energijos rūšys
• Mechaninės energijos pavyzdžiai
• Kinetinė ir potencinė mechaninė energija

Mes paaiškiname, kas yra mechaninė energija ir kaip ją galima klasifikuoti. Taip pat pavyzdžiai ir potenciali bei kinetinė mechaninė energija.

Mechaninė energija apima tiek kinetinę, tiek elastinę, tiek potencialią objekto energiją.

Kas yra mechaninė energija?

Mechaninė energija yra kūno kinetinės energijos ir potencinės energijos suma arba sistema. Kinetinė energija yra energija, kurią turi kūnai judėjimas, nes tai priklauso nuo jų greičio ir masės. Kita vertus, potenciali energija yra susijusi su jėgų, kurios vadinamos konservatyviosiomis, darbu, pavyzdžiui, tamprumo ir gravitacinės jėgos, kurios priklauso nuo kūnų masės ir jų padėties bei padėties. struktūra.

The Energijos taupymo principas nustato, kad mechaninė energija išsaugoma (išlieka pastovi) tol, kol kūną ar sistemą veikiančios jėgos yra konservatyvios, tai yra, jos nepraranda sistemos energijos. Šį principą matematiškai galima parašyti taip:

Emec = Ec + Ep = cte

kurEc yraKinetinė energija sistemos irEp jopotencinė energija, kuris gali būti gravitacinis, elastingas, elektrinis ir kt.

Šis santykis negalioja, jei sistemą veikia nekonservatyvios jėgos. Pavyzdžiui, judant paviršiais, turinčiais trinties (kaip ir daugumos paviršių), kinetinė energija išsisklaido karštis. Sistemos mechaninė energija taip pat gali būti prarasta šilumos pavidalu, pavyzdžiui, termodinaminėse sistemose, kuriose mechaninė energija gali būti paversta terminis.

Mechaninė energija dažnai naudojama darbui atlikti arba paversti ją kitomis energijos rūšimis, pvzhidraulinė energija (kai žmogus naudojasi potencialia krintančio vandens energija darbui atlikti). Kitas pavyzdys – vėjo energija arbaJūros vandens energija, kuri naudoja vėjo ir potvynių kinetinę energiją, kad jas paverstų kitos rūšies naudinga energija.

Mechaninės energijos rūšys

Kinetinė energija yra susijusi su greičiu ir objektų poslinkiu.

Mechaninė energija yra šių energijų suma:

• Kinetinė energija. Tai energija, kurią turi objektai ar judančios sistemos ir kuri priklauso nuo jų greičio ir jų masė. Pavyzdžiui: rutulys juda.
• Potencinė energija. Tai energija, susijusi su kūno padėtimi konservatyviame jėgos lauke, pavyzdžiui, gravitaciniame, elastiniame, elektriniame ir kt. Savo ruožtu potenciali energija gali būti dviejų tipų:
  • Gravitacinė potencinė energija. Tai energija, kuri atsiranda dėl veiksmogravitacija virš kūnų. Pavyzdžiui: objektas, nukritęs iš tam tikro aukščio.
  • Elastinė potenciali energija. Tai energija, kurią turi sistemos, kurias deformuoja a jėga. Energija išlieka sistemoje tol, kol jėga neveikia ir taip sistema grįžta į pradinę formą, paversdama tamprią energiją į kinetinę energiją. Pavyzdžiui: spyruoklė, kuri ištempiama arba susitraukiama veikiant išorinei jėgai, kuri, kai ji neveikia, leidžia spyruoklei grįžti į normalią, pusiausvyros padėtį.

Mechaninės energijos pavyzdžiai

Kai kurie galimi įvairių formų mechaninės energijos pavyzdžiai yra šie:

• Amerikietiškojo kalnelio vežimėlis. Aukščiausiame taške vežimėlis bus sukaupęs pakankamai gravitacinės potencialios energijos (dėl aukščio), kad po sekundės laisvai nukristų ir visa tai paverstų kinetine energija (dėl judėjimo) ir pasiektų žaibišką greitį.
• Vėjo malūnas. Vėjo kinetinė energija malūno mentes suteikia postūmį, kuris virsta mechaniniu darbu: sukant krumpliaratį, kuris sumals grūdus žemiau.
• Švytuoklė Gravitacinė potenciali energijasvorio ji paverčiama kinetine energija, kad judėtų savo keliu ir išsaugoma visa mechaninė energija.
• Tramplinas. Nuo nardymo lentos šokinėjantis besimaudytojas naudoja savo svorį (gravitacinę potencialo energiją), kad deformuotų nardymo lentą žemyn (elastinė potencinė energija), o ši, atgavus formą, stumia ją į viršų, padidindama jos aukštį (daugiau gravitacinio potencialo), kas ją veikia laisvo kritimo į vandenį metu dažnai paverčiama kinetine energija.

Kinetinė ir potencinė mechaninė energija

Kaip jau buvo sakyta, mechaninė energija apima dvi energijas: kinetinę ir potencialinę.

Pirmasis apskaičiuojamas pagal paprastą formulęEc = ½ m. v2 ir jūsų vienetas matavimas adresu Tarptautinė sistema bus džauliai (J).

Vietoj to, potenciali energija yra energijos kiekis, saugomas sistemoje dėl jos konkrečios konfigūracijos arba jos padėties jėgų lauko (gravitacinės, elastinės ar elektromagnetinės) atžvilgiu. Ši energija gali būti paversta kitomis energijos formomis, pavyzdžiui, kinetika.