ऊर्जायांत्रिकी है भौतिक मात्रा चढना, जूल में मापा जाता है, के अनुसार एसआई. यह एक भौतिक प्रणाली की गतिज और संभावित ऊर्जाओं का योग है। रूढ़िवादी प्रणालियों में, अर्थात् बिना टकराव, यांत्रिक ऊर्जा स्थिर रहती है।
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यांत्रिक ऊर्जा का परिचय
जब द्रव्यमान वाला एक कण चालआज़ादी से अंतरिक्ष के माध्यम से, निश्चित रूप से वेग और की कार्रवाई को पीड़ित किए बिना शक्ति कुछ, हम कहते हैं कि यह अपने साथ की मात्रा रखता है विशुद्द उर्जाकैनेटीक्स. हालांकि, अगर यह कण किसी प्रकार की बातचीत से गुजरना शुरू कर देता है (गुरुत्वाकर्षण, बिजली, चुंबकीय या लोचदार, उदाहरण के लिए), हम कहते हैं कि इसमें a. भी है ऊर्जाक्षमता.
इसलिए संभावित ऊर्जा ऊर्जा का एक रूप है जिसे संग्रहीत या संग्रहीत किया जा सकता है; जबकि गतिज ऊर्जा वह है जो कण के वेग के सापेक्ष है.
अब जब हमने गतिज ऊर्जा और स्थितिज ऊर्जा की अवधारणाओं को परिभाषित कर लिया है, तो हम और अधिक स्पष्ट रूप से समझ सकते हैं कि यांत्रिक ऊर्जा क्या है: यह शरीर की गति की स्थिति से संबंधित ऊर्जा की समग्रता है।
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यांत्रिक ऊर्जा सूत्र
का सूत्र ऊर्जाकैनेटीक्स, जो से संबंधित है पास्ता (एम) और वेग (v) शरीर का, यह वह है, जाँच करें:
तथासी - गतिज ऊर्जा
म - पास्ता
वी - वेग
पी - आंदोलन की मात्रा
ऊर्जाक्षमता, बदले में, यह विभिन्न रूपों में मौजूद है। हालांकि, सबसे आम गुरुत्वाकर्षण और लोचदार संभावित ऊर्जाएं हैं, जिनके सूत्र नीचे दिखाए गए हैं:
क - लोचदार स्थिरांक (एन / एम)
एक्स - विरूपण
सफ़ेद गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा, जैसा कि इसके नाम से पता चलता है, स्थानीय गुरुत्वाकर्षण और ऊंचाई से संबंधित है जिस पर शरीर जमीन के संबंध में है, ऊर्जाक्षमतालोचदार यह तब उत्पन्न होता है जब कुछ लोचदार शरीर विकृत हो जाता है, जैसे कि जब हम एक रबर बैंड को खींचते हैं।
इस उदाहरण में, सभी संभावित ऊर्जा रबर बैंड में "संग्रहीत" होती है और बाद में इसका उपयोग किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, बस पट्टी को छोड़ दें ताकि सभी लोचदार संभावित ऊर्जा गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाए।
ऊर्जा के इन दो रूपों का योग - गतिज और क्षमता - कहलाता है मेकेनिकल ऊर्जा:
तथाम - मेकेनिकल ऊर्जा
तथासी - गतिज ऊर्जा
तथापी - संभावित ऊर्जा
यांत्रिक ऊर्जा का संरक्षण
ऊर्जा सरंक्षण के सिद्धांतों में से एक है भौतिक विज्ञान. उनके अनुसार, एक प्रणाली में ऊर्जा की कुल मात्रा को संरक्षित किया जाना चाहिए। दूसरे शब्दों में, ऊर्जा कभी नष्ट नहीं होतीयाबनाया था, बल्कि विभिन्न रूपों में परिवर्तित हो गया।
बेशक, यांत्रिक ऊर्जा के संरक्षण का सिद्धांत ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत से प्राप्त होता है। हम कहते हैं कि यांत्रिक ऊर्जा संरक्षित है जब कोई नहीं होअपव्यय बल, जैसे घर्षण या हवा का खिंचाव, इसे ऊर्जा के अन्य रूपों में बदलने में सक्षम, जैसे such थर्मल.
चेक आउट उदाहरण:
जब एक भारी बॉक्स घर्षण रैंप पर स्लाइड करता है, तो का हिस्सा बॉक्स की गतिज ऊर्जा समाप्त हो जाती है, और फिर बॉक्स और रैंप के बीच का इंटरफ़ेस थोड़ा प्रभावित होता है की वृद्धि तापमान: यह ऐसा है जैसे बॉक्स की गतिज ऊर्जा को इंटरफेस में परमाणुओं में स्थानांतरित किया जा रहा है, जिससे वे अधिक से अधिक दोलन कर रहे हैं। ऐसा ही तब होता है जब हम कार के ब्रेक पर कदम रखते हैं: ब्रेक डिस्क गर्म और गर्म हो जाती है, जब तक कि कार पूरी तरह से रुक नहीं जाती।
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में आदर्श स्थिति, जिसमें आंदोलन किसी भी विघटनकारी ताकतों की कार्रवाई के बिना होता हैयांत्रिक ऊर्जा की बचत होगी। एक ऐसी स्थिति की कल्पना करें जहां एक शरीर हवा के साथ बिना किसी घर्षण के स्वतंत्र रूप से झूलता है। इस स्थिति में, लोलक की स्थिति के सापेक्ष दो बिंदु A और B, इस संबंध का अनुसरण करते हैं:
तथाखराब - बिंदु A. पर यांत्रिक ऊर्जा
तथाएमबी - बिंदु B. पर यांत्रिक ऊर्जा
तथायहां - बिंदु A. पर गतिज ऊर्जा
तथासीबी - बिंदु B. पर गतिज ऊर्जा
तथाकड़ाही - बिंदु A. पर स्थितिज ऊर्जा
तथापंजाब - बिंदु B. पर स्थितिज ऊर्जा
एक आदर्श, घर्षण रहित भौतिक प्रणाली की दो स्थितियों को देखते हुए, बिंदु A पर यांत्रिक ऊर्जा और बिंदु B पर यांत्रिक ऊर्जा परिमाण में बराबर होगी। हालांकि, यह संभव है कि, इस प्रणाली के विभिन्न हिस्सों में, गतिज और संभावित ऊर्जाएं माप बदलती हैं ताकि उनका योग समान रहे।
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यांत्रिक ऊर्जा पर व्यायाम
प्रश्न 1) एक 1500 किलो का ट्रक 10 मीटर/सेकेंड पर 10 मीटर वायडक्ट पर यात्रा करता है, जो एक व्यस्त एवेन्यू के ऊपर बनाया गया है। एवेन्यू के संबंध में ट्रक की यांत्रिक ऊर्जा का मापांक निर्धारित करें।
डेटा: जी = 10 मीटर/से
क) 1.25.104 जे
बी) 7,25.105 जे
ग) 1,5105 जे
घ) 2.25.105 जे
ई) 9.3.103 जे
खाका: पत्र डी
संकल्प:
ट्रक की यांत्रिक ऊर्जा की गणना करने के लिए, हम गतिज ऊर्जा को गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा के साथ जोड़ेंगे, देखें:
उपरोक्त गणना के आधार पर, हमने पाया कि इस ट्रक की यांत्रिक ऊर्जा एवेन्यू के फर्श के संबंध में 2.25.10 के बराबर है5 J, इसलिए, सही उत्तर अक्षर d है।
प्रश्न 2) एक घन पानी की टंकी, १०,००० लीटर, अपने कुल आयतन के आधे से भरी हुई है और जमीन से १५ मीटर ऊपर स्थित है। इस पानी की टंकी की यांत्रिक ऊर्जा ज्ञात कीजिए।
क) 7.5.105 जे
बी) 1.5.105 जे
ग) 1.5.106 जे
घ) 7.5.103 जे
ई) 5.0.102 जे
खाका: एक पत्र
संकल्प:
एक बार जब पानी की टंकी आधी मात्रा में भर जाती है और यह जानकर कि 1 लीटर पानी 1 किलो के द्रव्यमान से मेल खाता है, तो हम पानी की टंकी की यांत्रिक ऊर्जा की गणना करेंगे। इस प्रकार, यह महसूस करना महत्वपूर्ण है कि, जब आराम से, शरीर की गतिज ऊर्जा 0 के बराबर होती है, और इसलिए इसकी यांत्रिक ऊर्जा इसकी संभावित ऊर्जा के बराबर होगी।
प्राप्त परिणाम के अनुसार सही विकल्प है एक पत्र.
प्रश्न 3) एक रूढ़िवादी प्रणाली की यांत्रिक ऊर्जा के संबंध में, विघटनकारी ताकतों से मुक्त, विकल्प की जांच करें सही बात:
क) घर्षण या अन्य क्षयकारी बलों की उपस्थिति में गतिमान पिंड की यांत्रिक ऊर्जा बढ़ जाती है।
b) किसी भी क्षयकारी बलों की क्रिया से मुक्त होने वाली किसी पिंड की यांत्रिक ऊर्जा स्थिर रहती है।
ग) किसी पिंड की यांत्रिक ऊर्जा स्थिर रहने के लिए, यह आवश्यक है कि, जब गतिज ऊर्जा में वृद्धि होती है, तो स्थितिज ऊर्जा में भी वृद्धि होती है।
डी) संभावित ऊर्जा उस गति से संबंधित यांत्रिक ऊर्जा का हिस्सा है जिस पर शरीर चलता है।
ई) किसी भी विघटनकारी बलों की कार्रवाई से मुक्त होने वाली किसी पिंड की गतिज ऊर्जा स्थिर रहती है।
खाका: अक्षर बी
संकल्प:
आइए विकल्पों को देखें:
द) असत्य - क्षयकारी बलों की उपस्थिति में यांत्रिक ऊर्जा कम हो जाती है।
बी) असली
सी) असत्य - यदि गतिज ऊर्जा में वृद्धि होती है, तो स्थितिज ऊर्जा कम होनी चाहिए ताकि यांत्रिक ऊर्जा स्थिर रहे।
घ) असत्य - गतिज ऊर्जा गति से संबंधित यांत्रिक ऊर्जा का हिस्सा है।
तथा) असत्य - इस मामले में, गतिज ऊर्जा क्षयकारी बलों के कारण घट जाएगी।
राफेल हेलरब्रॉक द्वारा
भौतिक विज्ञान के अध्यापक
स्रोत: ब्राजील स्कूल - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-mecanica.htm
