Energiamehaanika on füüsiline kogus ronima, mõõdetuna džaulides vastavalt SI. See on füüsilise süsteemi kineetiliste ja potentsiaalsete energiate summa. Konservatiivsetes süsteemides, st ilma hõõrdumine, jääb mehaaniline energia konstantseks.
Vaadake ka:Elektrostaatika: mis on elektrilaeng, elektrifitseerimine, staatiline ja muud mõisted
Mehaanilise energia sissejuhatus
Kui massiga osake liigubvabalt läbi kosmose, kindlasti kiirus ja kannatamata tugevus mõned, me ütleme, et see sisaldab endas kogust puhas energiakineetika. Kui aga see osake hakkab läbima mingisugust suhtlust (gravitatsiooniline, elektriline, näiteks magnetiline või elastne), ütleme, et sellel on ka a energiapotentsiaal.
Potentsiaalne energia on seega energia vorm, mida saab salvestada või salvestada; samas kui kineetiline energia on osakese kiiruse suhtes.
Nüüd, kui oleme määratlenud kineetilise energia ja potentsiaalse energia mõisted, saame selgemini aru, mis on mehaaniline energia: see on keha liikumisseisundiga seotud energia kogu.
Vaadake ka: Elektrilülitustega seotud elemendid, valemid ja põhimõisted
Mehaanilised energiavalemid
Valem energiakineetika, mis on seotud pasta m) ja kiirus (v) keha, see on see, kontrollige:
JAÇ - kineetiline energia
m - pasta
v - kiirus
P - liikumise hulk
THE energiapotentsiaal, omakorda eksisteerib see erinevates vormides. Kõige tavalisemad on siiski gravitatsioonilised ja elastsed potentsiaalsed energiad, mille valemid on näidatud allpool:
k - elastne konstant (N / m)
x - deformatsioon
Samal ajal kui gravitatsiooniline potentsiaalne energia, nagu nimigi ütleb, on seotud kohaliku raskusjõu ja kõrgusega, millel keha on maapinna suhtes energiapotentsiaalelastne see tekib siis, kui mõni elastne keha on deformeerunud, nagu siis, kui venitame kummipaelaga.
Selles näites on kogu potentsiaalne energia "salvestatud" kummipaelale ja sellele pääseb juurde hiljem. Selleks vabastage riba lihtsalt nii, et kogu elastne potentsiaalne energia muunduks kineetiliseks energiaks.
Nende kahe energiavormi - kineetilise ja potentsiaalse - summat nimetatakse mehaaniline energia:
JAM - mehaaniline energia
JAÇ - kineetiline energia
JAP - potentsiaalne energia
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
Mehaanilise energia säilitamine
THE energiasääst on üks põhimõtteid Füüsika. Tema sõnul tuleb süsteemi energiakogus kokku hoida. Teisisõnu energia ei kao kunagivõiloodud, vaid pigem teisendatakse erinevateks vormideks.
Muidugi mehaanilise energia säästmise põhimõte tuleneb energiasäästu põhimõttest. Me ütleme, et mehaaniline energia on konserveeritud kui neid polehajuvad jõud, näiteks hõõrdumine või õhu tõmbamine, mis on võimelised selle muundama muudeks energiavormideks, näiteks soojus.
check out näited:
Kui raske kast libiseb üle hõõrdtee, kuulub osa kasti kineetiline energia hajubja siis kannatab kasti ja kaldtee vaheline liides veidi suurenemine temperatuur: Kasti kineetiline energia kandub justkui liidese aatomitele, põhjustades nende võnkumist üha rohkem. Sama juhtub ka siis, kui astume auto pidurile: piduriketas muutub aina kuumemaks, kuni auto täielikult peatub.
Vaadake ka:Mis on hõõrdejõud? Vaadake meie mõttekaarti
Sees ideaalne olukord, kus liikumine toimub ilma hajuvate jõudude toimeta, mehaaniline energia säilitatakse. Kujutage ette olukorda, kus keha kõigub vabalt ilma õhuga hõõrumata. Selles olukorras järgivad seda suhet kaks punkti A ja B pendli asukoha suhtes:
JAHALB - mehaaniline energia punktis A
JAMB - mehaaniline energia punktis B
JASIIN - kineetiline energia punktis A
JACB - kineetiline energia punktis B
JAPAN - potentsiaalne energia punktis A
JAPB - potentsiaalne energia punktis B
Võttes arvesse ideaalse, hõõrdeta füüsikalise süsteemi kahte asendit, on mehaaniline energia punktis A ja mehaaniline energia punktis B võrdne. Siiski on võimalik, et selle süsteemi erinevates osades muudavad kineetilised ja potentsiaalsed energiad mõõtmist nii, et nende summa jääb samaks.
Vaadake ka: Newtoni 1., 2. ja 3. seadus - sissejuhatus, mõttekaart ja harjutused
Mehaanilise energia harjutused
Küsimus 1) 1500 kg kaaluv veoauto sõidab 10 m / s kiirusega 10 m viadukti kaudu, mis on ehitatud tiheda avenüü kohale. Määrake veoki mehaanilise energia moodul puiestee suhtes.
Andmed: g = 10 m / s2
a) 1.25.104 J
b) 7,25,105 J
c) 1 5105 J
d) 2.25.105 J
e) 9.3.103 J
Mall: D-täht
Resolutsioon:
Veoki mehaanilise energia arvutamiseks lisame kineetilise energia koos gravitatsioonipotentsiaaliga, jälgime:
Ülaltoodud arvutuse põhjal leidsime, et selle veoki mehaaniline energia puiestee põranda suhtes on võrdne 2,25,105 J, seega on õige vastus täht d.
2. küsimus) 10 000 liitri suurune kuupmeetri veepaak täidetakse poole kogumahust ja asetatakse 15 m kõrgusele maapinnast. Määrake selle veepaagi mehaaniline energia.
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
Mall: Täht a
Resolutsioon:
Kui veepaak on täidetud poole mahuni ja teades, et 1 l vett vastab 1 kg massile, arvutame veepaagi mehaanilise energia. Seega on oluline mõista, et puhkeseisundis on keha kineetiline energia võrdne 0-ga ja seetõttu võrdub tema mehaaniline energia potentsiaalse energiaga.
Saadud tulemuse järgi on õige alternatiiv täht a.
3. küsimus) Konservatiivse süsteemi mehaanilise energia osas, mis ei sisalda hajuvaid jõude, kontrollige alternatiivi õige:
a) Hõõrdumise või muude hajutavate jõudude olemasolul suureneb liikuva keha mehaaniline energia.
b) Keha mehaaniline energia, mis liigub kõigi hajuvate jõudude toimest vabana, jääb konstantseks.
c) Selleks, et keha mehaaniline energia püsiks konstantsena, on vajalik, et kineetilise energia suurenemise korral suureneks ka potentsiaalne energia.
d) Potentsiaalne energia on mehaanilise energia osa, mis on seotud keha liikumiskiirusega.
e) Mis tahes hajuvate jõudude toimest vabalt liikuva keha kineetiline energia jääb konstantseks.
Mall: Täht B
Resolutsioon:
Vaatame alternatiive:
) VÄÄR - hajuvate jõudude juuresolekul mehaaniline energia väheneb.
B) PÄRIS
ç) VÄÄR - kui kineetiline energia suureneb, peab potentsiaalne energia vähenema, nii et mehaaniline energia jääb konstantseks.
d) VÄÄR - kineetiline energia on liikumisega seotud mehaanilise energia osa.
ja) VÄÄR - sel juhul väheneb kineetiline energia hajuvate jõudude mõjul.
Autor Rafael Hellerbrock
Füüsikaõpetaja
