Енергиямеханика е физическо количество изкачвам се, измерено в джаули, според SI. Това е сумата от кинетичната и потенциалната енергия на физическата система. В консервативните системи, тоест без триене, механичната енергия остава постоянна.
Вижте също:Електростатиката: какво е електрически заряд, електрификация, статични и други понятия
Въведение в механичната енергия
Когато частица с маса се движисвободно през космоса, със сигурност скорост и без да страда от действието на сила някои, казваме, че носи със себе си количество от чиста енергиякинетика. Въпреки това, ако тази частица започва да претърпява някакъв вид взаимодействие (гравитационно, електрически, магнитна или еластична например), казваме, че има и енергияпотенциал.
Следователно потенциалната енергия е форма на енергия, която може да се съхранява или съхранява; докато кинетичната енергия е тази спрямо скоростта на частицата.
След като дефинирахме понятията за кинетична енергия и потенциална енергия, можем да разберем по-ясно какво представлява механичната енергия: това е съвкупността от енергия, свързана със състоянието на движение на тялото.
Вижте също: Елементи, формули и основни понятия, свързани с електрическите вериги
Механични енергийни формули
Формулата на енергиякинетика, което се отнася до тестени изделия (m) и скорост (v) на тялото, това е, проверете:
И° С - кинетична енергия
м - тестени изделия
v - скорост
P - количество движение
НА енергияпотенциал, от своя страна съществува в различни форми. Най-често срещаните обаче са гравитационната и еластичната потенциални енергии, чиито формули са показани по-долу:
к - еластична константа (N / m)
х - деформация
Докато гравитационна потенциална енергия, както подсказва името му, е свързано с местната гравитация и височината, на която се намира тялото спрямо земята, енергияпотенциалеластична възниква, когато някакво еластично тяло се деформира, както когато опъваме ластик.
В този пример цялата потенциална енергия се „съхранява“ в ластик и може да бъде достигната по-късно. За целта просто освободете лентата, така че цялата еластична потенциална енергия да се трансформира в кинетична енергия.
Нарича се сумата от тези две форми на енергия - кинетична и потенциална механична енергия:
ИМ - механична енергия
И° С - кинетична енергия
ИP - потенциална енергия
Не спирайте сега... Има още след рекламата;)
Запазване на механичната енергия
НА Съхранение на енергия е един от принципите на физика. Според него общото количество енергия в една система трябва да бъде запазено. С други думи, енергията никога не се губиилисъздаден, а по-скоро преобразувани в различни форми.
Разбира се, принцип на запазване на механичната енергия произтича от принципа на енергоспестяване. Казваме, че механичната енергия е запазена когато няма такивадисипативни сили, като триене или влачене на въздух, способни да го трансформират в други форми на енергия, като например термична.
Разгледайте примери:
Когато тежка кутия се плъзне по триеща се рампа, част от кинетичната енергия на кутията се разсейва, а след това интерфейсът между кутията и рампата страда малко увеличение на температура: Сякаш кинетичната енергия на кутията се прехвърля към атомите на интерфейса, което ги кара да трептят все повече и повече. Същото се случва, когато стъпваме върху спирачката на автомобил: спирачният диск става все по-горещ, докато автомобилът спре напълно.
Вижте също:Какво представлява силата на триене? Вижте нашата мисловна карта
В идеална ситуация, при което движението се осъществява без действието на каквито и да е дисипативни сили, механичната енергия ще бъде запазена. Представете си ситуация, при която тялото се люлее свободно без никакво триене с въздуха. В тази ситуация две точки A и B, спрямо положението на махалото, следват тази връзка:
ИЛОШО - Механична енергия в точка А
ИMB - Механична енергия в точка Б
ИТУК - Кинетична енергия в точка А
ИCB - Кинетична енергия в точка Б
ИПАН - Потенциална енергия в точка А
ИPB - Потенциална енергия в точка Б
При две положения на идеална физическа система без триене, механичната енергия в точка А и механичната енергия в точка Б ще бъдат равни по големина. Възможно е обаче, в различните части на тази система, кинетичната и потенциалната енергия да променят измерването, така че тяхната сума да остане една и съща.
Вижте също: 1-ви, 2-ри и 3-ти закон на Нютон - Въведение, Карта на ума и Упражнения
Упражнения по механична енергия
Въпрос 1) Камион с тегло 1500 кг се движи със скорост 10 m / s по 10 m виадукт, построен над оживен булевард. Определете модула на механичната енергия на камиона спрямо алеята.
Данни: g = 10 m / s²
а) 1.25.104 J
б) 7,25.105 J
в) 1,5105 J
г) 2.25.105 J
д) 9.3.103 J
Шаблон: Буква Г
Резолюция:
За да изчислим механичната енергия на камиона, ще добавим кинетичната енергия с гравитационната потенциална енергия, наблюдавайте:
Въз основа на горното изчисление установихме, че механичната енергия на този камион спрямо пода на алеята е равна на 2.25.105 J, следователно правилният отговор е буквата d.
Въпрос 2) Кубичен резервоар за вода, 10 000 l, се пълни до половината от общия му обем и се поставя на 15 m над земята. Определете механичната енергия на този резервоар за вода.
а) 7.5.105 J
б) 1.5.105 J
в) 1.5.106 J
г) 7.5.103 J
д) 5.0.102 J
Шаблон: Буква а
Резолюция:
След като резервоарът за вода се напълни до половината от обема си и знаейки, че 1 л вода съответства на маса от 1 кг, ще изчислим механичната енергия на резервоара за вода. По този начин е важно да се осъзнае, че когато е в покой, кинетичната енергия на тялото е равна на 0 и следователно неговата механична енергия ще бъде равна на неговата потенциална енергия.
Според получения резултат, правилната алтернатива е буква а.
Въпрос 3) По отношение на механичната енергия на консервативна система, свободна от дисипативни сили, проверете алтернативата правилно:
а) При наличие на триене или други дисипативни сили, механичната енергия на движещо се тяло се увеличава.
б) Механичната енергия на тяло, което се движи свободно от действието на каквито и да е дисипативни сили, остава постоянна.
в) За да остане механичната енергия на тялото постоянна, е необходимо, когато има увеличение на кинетичната енергия, да има и увеличаване на потенциалната енергия.
г) Потенциалната енергия е частта от механичната енергия, свързана със скоростта, с която тялото се движи.
д) Кинетичната енергия на тялото, което се освобождава от действието на каквито и да е дисипативни сили, остава постоянна.
Шаблон: Буква Б
Резолюция:
Нека разгледаме алтернативите:
The) FALSE - при наличие на дисипативни сили механичната енергия намалява.
Б) ИСТИНСКИ
° С) FALSE - ако има увеличение на кинетичната енергия, потенциалната енергия трябва да намалее, така че механичната енергия да остане постоянна.
д) FALSE - кинетичната енергия е частта от механичната енергия, свързана с движението.
и) FALSE - в този случай кинетичната енергия ще намалее поради дисипативните сили.
От Рафаел Хеллерброк
Учител по физика
