• Mi a mechanikai energia?
• A mechanikai energia fajtái
• Példák a mechanikai energiára
• Kinetikus és potenciális mechanikai energia

Elmagyarázzuk, mi a mechanikai energia, és hogyan osztályozható. Szintén példák és potenciális és kinetikus mechanikai energia.

A mechanikai energia magában foglalja a tárgy kinetikai, rugalmas és potenciális energiáját.

Mi a mechanikai energia?

A mechanikai energia egy test mozgási energiájának és potenciális energiájának összege ill rendszer. A kinetikus energia az az energia, amelyet a testek tartalmaznak mozgalom, mivel ez a sebességüktől és a tömegüktől függ. A potenciális energia viszont a konzervatívnak nevezett erők működéséhez kapcsolódik, mint például a rugalmas és a gravitációs erők, amelyek a testek tömegétől és helyzetüktől függenek. szerkezet.

A Az energia megőrzés elve megállapítja, hogy a mechanikai energia mindaddig megmarad (állandó marad), amíg a testre vagy rendszerre ható erők konzervatívak, azaz nem veszítik el a rendszert az energiától. Ez az elv matematikailag a következőképpen írható fel:

Emec = Ec + Ep = cte

aholEc az aKinetikus energia a rendszerről ésEp övéhelyzeti energia, amely lehet gravitációs, rugalmas, elektromos stb.

Ez a kapcsolat nem áll fenn, ha a rendszert nem konzervatív erők hatnak. Például a súrlódó felületeken végzett mozgások esetén (mint a legtöbb felületnél) a mozgási energia eloszlik hőség. Egy rendszer mechanikai energiája hő formájában is elveszhet, például a termodinamikai rendszerekben, amelyekben a mechanikai energia átalakítható termikus.

A mechanikai energiát gyakran használják munkavégzéshez, vagy más energiaformákká alakítják át, mint plhidraulikus energia (amikor az ember a zuhanó víz potenciális energiáját használja ki munkára). Egy másik példa a szélenergia illTengervíz energia, amely a szél és az árapály kinetikus energiáját használja fel másfajta hasznos energiává alakítására.

A mechanikai energia fajtái

A kinetikus energia a tárgyak sebességével és elmozdulásával függ össze.

A mechanikai energia a következő energiák összege:

• Kinetikus energia. Ez a tárgyak vagy egy mozgó rendszer által birtokolt energia, amely sebességüktől és sebességüktől függ tömeg. Például: egy labda mozgásban.
• Helyzeti energia. Ez az az energia, amely a test helyzetéhez kapcsolódik egy konzervatív erőtérben, például gravitációs, rugalmas, elektromos stb. A potenciális energia viszont kétféle lehet:
  • Gravitációs potenciális energia. Ez az az energia, amely a működésének köszönhetőgravitáció a testek felett. Például: egy tárgy, amely egy bizonyos magasságból esik le.
  • Rugalmas potenciális energia. Ez az a rendszer által deformált rendszerek által birtokolt energia Kényszerítés. Az energia mindaddig a rendszerben marad, amíg az erő megszűnik, és így a rendszer visszanyeri eredeti alakját, átalakítva a rugalmas energiát mozgási energiává. Például: egy olyan rugó, amelyet olyan külső erő hatására feszítenek vagy húznak össze, amely ha nem érvényesül, lehetővé teszi, hogy a rugó visszatérjen normál helyzetébe, egyensúlyi helyzetébe.

Példák a mechanikai energiára

A mechanikai energia különböző formáinak néhány lehetséges példája a következő:

• Egy hullámvasút kocsi. A kocsi legmagasabb pontján elegendő gravitációs potenciális energiát halmoz fel (a magasság miatt), hogy egy másodperccel később szabadon zuhanjon, és mindezt kinetikus energiává alakítsa (a mozgás miatt), és lángoló sebességet érjen el.
• Egy szélmalom. A szél mozgási energiája lökést ad a malom lapátjainak, ami mechanikai munkává alakul át: a szemcséket lejjebb őrlő fogaskerekek forgatásával.
• Egy inga A gravitációs potenciál energiája asúly mozgási energiává alakul át, hogy az úton haladjon, megőrizve a teljes mechanikai energiát.
• Egy ugródeszka. A búvárdeszkáról leugró fürdőző a súlyát (gravitációs potenciálenergia) arra használja, hogy a búvárdeszkát lefelé deformálja (elasztikus potenciálenergia), és ez, amikor visszanyeri formáját, felfelé löki, növelve a magasságát (több gravitációs potenciál), ami hat rá. gyakran mozgási energiává alakul át a vízbe való szabadesés során.

Kinetikus és potenciális mechanikai energia

Mint már említettük, a mechanikai energia két energiát foglal magában: kinetikus és potenciális energiát.

Az első az egyszerű képlet alapján számítható kiEc = ½ m. v2 és az egysége mérés nál nél Nemzetközi rendszer a Joule (J) lesz.

Ehelyett a potenciális energia a rendszerben tárolt energia mennyisége annak sajátos konfigurációja vagy az erőtérhez (gravitációs, rugalmas vagy elektromágneses) való elhelyezkedése miatt. Ez az energia más energiaformákká, például magává a kinetikává alakítható.