Energiemechanika je Fyzické množství šplhat, měřeno v joulech, podle SI. Je to součet kinetických a potenciálních energií fyzického systému. V konzervativních systémech, tj. Bez tření, mechanická energie zůstává konstantní.
Podívejte se také:Elektrostatika: co je elektrický náboj, elektrifikace, statické a jiné pojmy
Úvod do mechanické energie
Když částice s hmotou tahysvobodně vesmírem, určitě rychlost a aniž by utrpěl akci síla někteří říkáme, že to s sebou nese množství čistá energiekinetika. Pokud však tato částice začíná podstupovat nějakou interakci (gravitační, elektrický, například magnetické nebo elastické), říkáme, že má také a energiepotenciál.
Potenciální energie je tedy forma energie, kterou lze uložit nebo uložit; zatímco kinetická energie je relativní k rychlosti částice.
Nyní, když jsme definovali pojmy kinetická energie a potenciální energie, můžeme jasněji pochopit, o čem je mechanická energie: je to souhrn energie související se stavem pohybu těla.
Podívejte se také: Prvky, vzorce a hlavní pojmy týkající se elektrických obvodů
Mechanické energetické vzorce
Vzorec energiekinetika, který se týká těstoviny (m) a rychlost (v) těla, to je ono, zkontrolujte:
AC - Kinetická energie
m - těstoviny
proti - rychlost
P - množství pohybu
THE energiepotenciál, na druhé straně existuje v různých formách. Nejběžnější jsou však gravitační a elastické potenciální energie, jejichž vzorce jsou uvedeny níže:
k - elastická konstanta (N / m)
X - deformace
Zatímco gravitační potenciální energie, jak jeho název napovídá, souvisí s místní gravitací a výškou, ve které je těleso ve vztahu k zemi, energiepotenciálelastický vzniká, když se nějaké pružné tělo deformuje, jako když natáhneme gumičku.
V tomto příkladu je veškerá potenciální energie „uložena“ v gumičce a lze k ní získat přístup později. K tomu stačí uvolnit proužek, aby se veškerá elastická potenciální energie přeměnila na kinetickou energii.
Součet těchto dvou forem energie - kinetické a potenciální - se nazývá mechanická energie:
AM - mechanická energie
AC - Kinetická energie
AP - potenciální energie
Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)
Úspora mechanické energie
THE úspora energie je jedním z principů fyzika. Podle něj musí být zachováno celkové množství energie v systému. Jinými slovy energie se nikdy neztratínebovytvořeno, ale spíše převedeny do různých forem.
Samozřejmě princip zachování mechanické energie pochází z principu úspory energie. Říkáme, že mechanická energie je zachována když žádné nejsoudisipativní síly, jako je tření nebo odpor vzduchu, schopné jej přeměnit na jiné formy energie, jako je např tepelný.
Překontrolovat příklady:
Když se těžká skříň sklouzne po třecí rampě, část kinetická energie boxu je rozptýlenaa pak rozhraní mezi boxem a rampou trochu trpí zvýšení o teplota: Je to, jako by se kinetická energie pole přenášela na atomy na rozhraní, což způsobovalo jejich další a další kmitání. Totéž se děje, když šlápneme na brzdu automobilu: brzdový kotouč se stále více zahřívá, dokud se vůz úplně nezastaví.
Podívejte se také:Co je třecí síla? Podívejte se na naši myšlenkovou mapu
V ideální situace, kde k pohybu dochází bez působení jakýchkoli disipativních sil, bude zachována mechanická energie. Představte si situaci, kdy se tělo volně houpá bez jakéhokoli tření se vzduchem. V této situaci se vztahují dva body A a B vzhledem k poloze kyvadla:
AŠPATNÝ - Mechanická energie v bodě A
AMB - Mechanická energie v bodě B
ATADY - Kinetická energie v bodě A
ACB - Kinetická energie v bodě B
APÁNEV - Potenciální energie v bodě A
APB - Potenciální energie v bodě B
Vzhledem k dvěma polohám ideálního fyzického systému bez tření budou mechanická energie v bodě A a mechanická energie v bodě B stejné. Je však možné, že v různých částech tohoto systému mění kinetická a potenciální energie měření tak, aby jejich součet zůstal stejný.
Podívejte se také: Newtonovy 1., 2. a 3. zákony - úvod, myšlenková mapa a cvičení
Cvičení na mechanickou energii
Otázka 1) Nákladní automobil o hmotnosti 1 500 kg jede rychlostí 10 m / s přes 10 m viadukt postavený nad rušnou avenue. Určete modul mechanické energie vozíku ve vztahu k třídě.
Data: g = 10 m / s²
a) 1.25.104 J
b) 7,25.105 J
c) 15105 J
d) 2.25.105 J
e) 9.3.103 J
Šablona: Písmeno D.
Řešení:
Pro výpočet mechanické energie vozíku přidáme kinetickou energii s gravitační potenciální energií, pozorujeme:
Na základě výše uvedeného výpočtu jsme zjistili, že mechanická energie tohoto vozíku ve vztahu k podlaze avenue je rovna 2.25.105 J, proto je správnou odpovědí písmeno d.
Otázka 2) Nádrž na kubickou vodu, 10 000 l, je naplněna na polovinu svého celkového objemu a je umístěna 15 m nad zemí. Určete mechanickou energii této vodní nádrže.
a) 7.5.105 J
b) 1.5.105 J
c) 1.5.106 J
d) 7.5.103 J
e) 5.0.102 J
Šablona: Písmeno a
Řešení:
Jakmile je nádrž na vodu naplněna na polovinu svého objemu a je známo, že 1 l vody odpovídá hmotnosti 1 kg, vypočítáme mechanickou energii nádrže na vodu. Je tedy důležité si uvědomit, že v klidu je kinetická energie těla rovna 0, a proto se jeho mechanická energie bude rovnat jeho potenciální energii.
Podle získaného výsledku je správnou alternativou písmeno a.
Otázka 3) Pokud jde o mechanickou energii konzervativního systému bez disipativních sil, zkontrolujte alternativu opravit:
a) V přítomnosti tření nebo jiných disipativních sil se zvyšuje mechanická energie pohybujícího se tělesa.
b) Mechanická energie těla, které se pohybuje bez působení jakýchkoli disipativních sil, zůstává konstantní.
c) Aby mechanická energie těla zůstala konstantní, je nutné, aby při zvýšení kinetické energie došlo také ke zvýšení potenciální energie.
d) Potenciální energie je část mechanické energie související s rychlostí, jakou se tělo pohybuje.
e) Kinetická energie tělesa, které se pohybuje bez působení jakýchkoli disipativních sil, zůstává konstantní.
Šablona: Písmeno B.
Řešení:
Podívejme se na alternativy:
The) NEPRAVDIVÉ - v přítomnosti disipativních sil klesá mechanická energie.
B) NEMOVITÝ
C) NEPRAVDIVÉ - pokud dojde ke zvýšení kinetické energie, musí se snížit potenciální energie, aby mechanická energie zůstala konstantní.
d) NEPRAVDIVÉ - kinetická energie je část mechanické energie související s pohybem.
a) NEPRAVDIVÉ - v tomto případě kinetická energie poklesne v důsledku disipativních sil.
Autor: Rafael Hellerbrock
Učitel fyziky
