THE kaitseannabenergiamehaanika on üks mehaanikaseadustest, mis tulenevad põhimõttelaastalkaitseannabenergia. Mehaanilise energia jäävuse seaduse järgi, kui mitte ühtegi hajuv jõud toimib kehale, kogu tema liikumisega seotud energia hoitakse konstantsena. See on samaväärne väitega, et kineetiline energia ja energiapotentsiaal keha ei muutu kunagi.
Mehaanilise energia jäävuse seaduse mõistmine on suure hulga lahendamiseks hädavajalik Füüsikasituatsioonid, mis lähenevad ideaalsetele olukordadele, seega on see üks selle valdkonna kõige nõutumaid küsimusi annab Mehaanika Enemi testides.
Vaadake ka: Veojõud - mõista seda muud füüsikalist kontseptsiooni, mida Mehaanika uuris
Mis on mehaaniline energiasääst?
THE kaitseannabenergiamehaanika väidab, et kogu keha liikumisega seotud energia hoitakse konstantsena, kui sellele ei mõju hajuvad jõud, näiteks hõõrdejõud ja tõmbejõud.
Kui me ütleme, et mehaaniline energia on konserveeritud, see tähendab, et summa energiakineetika koos potentsiaalne energiaon kogu aeg ja igas asendis sama
. Teisisõnu, ükski osa süsteemi mehaanilisest energiast ei muundata muudeks energiavormideks, näiteks Soojusenergia.Eespool öeldut arvesse võttes mehaanilise energia jäävuse seadus, mittehajutavas süsteemis võime öelda, et kahes erinevas asendis olevad mehaanilised energiad on võrdsed.
JAM - mehaaniline energia
JAÇ - kineetiline energia
JAP - potentsiaalne energia
Mehaanilise energia säilitamise mõiste paremaks mõistmiseks on vaja teada, mis see on energiakineetika ja energiapotentsiaal, nii et me selgitame lühidalt kõiki neid mõisteid järgmistes teemades.
Kineetiline energia
THE energiakineetika on energia, mis sisaldub igas kehas, millel on a liikumise hulk mitte null, see tähendab seni, kuni kehal on pasta ja kiirus, see on varustatud teatud hulga kineetilise energiaga.
THE energiakineetika on skalaarne ülevus kelle üksus vastavalt ssüsteemi MinaRahvusvahelised üksused, ja joule (J). Kineetilise energia valem ütleb, et see energia on võrdne energia korrutisega pasta m) ja ruutannabkiirus (v²) jagatud 2-ga.
m - pasta
v - kiirus
JAÇ - kineetiline energia
Selle energiavormi kohta lisateabe saamiseks külastage meie konkreetset artiklit: Kineetiline energia.
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
Potentsiaalne energia
THE energiapotentsiaal see on energiavorm, mida saab salvestada ja mis sõltub otseselt energiast asend kus keha on mingi välja suhtes tugevus, nagu gravitatsiooniväli, elektriväli ja magnetväli.
THE energiapotentsiaal saab kehasse koguneda ainult siis, kui see allub a-le tugevuskonservatiivneehk jõud, mis rakendab kehale alati sama energiahulka, olenemata läbitud teest.
Konservatiivse jõu näiteks on tugevus Kaal: kui keha tõstetakse jõuraskuse mõjul maast teatud kõrgusele, olenemata selle keha läbitud trajektoor, sõltub potentsiaalne energiakasv eranditult nende kahe erinevusest kõrgused.
Mis puutub mehaanilise energia säilitamise harjutustesse, siis on veel kaks levinumat potentsiaalse energia tüüpi: a gravitatsiooniline potentsiaalne energia ja elastne potentsiaalne energia. Gravitatsioonipotentsiaalenergia on energia vorm võrreldes keha kõrgusega maapinna suhtes. See sõltub kehamassist, raskuskiirendus paigas ja kõrgusel
g - raskusjõud (m / s²)
H - kõrgus (m)
THEelastne potentsiaalne energiaon see, mis on seotud deformatsioon mõne eseme, näiteks kummipaelaga. Selle arvutamiseks võetakse arvesse, kui palju objekti oli deformeerunud (x), samuti pidevelastne selle objekti (k) väärtus, mõõdetuna njuutonpermetroo. Kui objekti elastkonstant on 800 N / m, see näitab, et ühe meetri deformeerumiseks mõjub see objekt 800 N jõuga. Elastse potentsiaalse energia arvutamiseks kasutatud valem on järgmine:
Selle energiavormi kohta lisateabe saamiseks külastage meie konkreetset artiklit: Energia potentsiaal.
mehaaniline energia
THE mehaaniline energia ja kineetiliste ja potentsiaalsete energiate summa. Teisisõnu, see on kogu energia, mis on seotud keha liikumisega. Mehaanilise energia valem on järgmine:
Mehaaniline energiasäästu valem
Mehaanilise energia säilitamise valem on selline, et kineetilise energia ja potentsiaalse energia summa on võrdne kõigi mehaanilise süsteemi punktidega, kus ei toimi hajutavad jõud.
JACi ja onVrd -lõplik ja algne kineetiline energia
JACi ja onFöderaalne politsei -lõplik ja algne kineetiline energia
Kuigi ülaltoodud valem on üldine ja seda saab rakendada igal juhul, kui mehaaniline energia kui see on konserveeritud, on vaja rõhutada, et iga juhtum võib esitada erinevat energiavormi potentsiaal. Seega on harjutuste lahendamine parim viis erinevate juhtumite mõistmiseks.
Loe ka:Vaba kukkumine - mõista paremini seda liikumist, kus puudub hõõrdejõud
Lahendatud harjutused mehaanilise energia säilitamiseks
Küsimus 1 - Keha massiga m = 2,0 kg toetub vedrule, mille elastsuskonstant on võrdne 5000 N / m, kokku surutud 2 cm (0,02 m). Hajutamata jõudude tähelepanuta jätmine ja joonise põhjal määrake keha saavutatud kõrgus pärast vedru vabastamist ja märkige õige alternatiiv.
(Andmed: g = 10 m / s²)
a) 4 cm
b) 10 cm
c) 5 cm
d) 20 cm
e) 2 cm
Mall: täht C.
Resolutsioon:
Harjutuse lahendamiseks on vaja rakendada mehaanilise energia jäävuse seadust. Selles mõttes näeme, et esialgne mehaaniline energia on puhtalt elastne potentsiaal ja lõplik mehaaniline energia on puhtalt gravitatsiooniline potentsiaal. Sel viisil peame tegema järgmise arvutuse:
Väljatöötatud arvutuse põhjal leiame, et keha tõuseb maksimaalselt 5 cm kõrgusele, seega on õige alternatiiv C-täht.
2. küsimus - Kere vabastatakse ülejäänud kaldteest 4 m kõrgusel. Määrake keha liikumiskiirus 2 m kõrgusel maapinnast ja märkige õige alternatiiv.
a) 2√10 m / s
b) 20 m / s
c) 4√10 m / s
d) 2√5 m / s
e) 3√2 m / s
Mall: täht a.
Resolutsioon:
Peame rakendama mehaanilise energia jäävuse seadust kõige kõrgemates punktides ja 2 m kõrgusel kõrgusel. Et seda õigesti teha, peame meeles pidama, et kõige kõrgemas punktis oli keha puhkeolekus, nii et kogu selle mehaaniline energia väljendus gravitatsioonipotentsiaalenergia kujul. Kohas, kus kõrgus on võrdne 2 m, on nii palju energiapotentsiaalgravitatsioonilinekui paljuenergiakineetika. Pange tähele arvutus järgmisel joonisel:
Eeltoodud arvutuse lõpus, kui arvutasime ruutjuure 40, arvestasime arvu nii, et tulemus andis 2√10, seega on õige alternatiiv A-täht.
Autor Rafael Hellerbrock
Füüsikaõpetaja
