Mehanička energija: uvod, formule i vježbe

Energijamehanika je fizička veličina penjati se, mjereno u džulima, prema SI. To je zbroj kinetičke i potencijalne energije fizičkog sustava. U konzervativnim sustavima, odnosno bez trenje, mehanička energija ostaje konstantna.

Pogledajte i:Elektrostatika: što je električni naboj, elektrifikacija, statički i drugi pojmovi

Uvod u mehaničku energiju

Kad čestica s masom kreće seslobodno kroz svemir, sigurno brzina i bez trpljenja djelovanja snaga neki, kažemo da sa sobom nosi količinu čista energijakinetika. Međutim, ako ova čestica počinje prolaziti kroz neku vrstu interakcije (gravitacijski, električni, magnetska ili elastična, na primjer), kažemo da ima i energijepotencijal.

Potencijalna energija je dakle oblik energije koji se može pohraniti ili pohraniti; dok je kinetička energija ona u odnosu na brzinu čestice.

Na slici se kinetička i potencijalna energija izmjenjuju, dok je mehanička energija konstantna.
Na slici se kinetička i potencijalna energija izmjenjuju, dok je mehanička energija konstantna.

Sad kad smo definirali pojmove kinetičke energije i potencijalne energije, možemo jasnije razumjeti što je mehanička energija:

to je ukupnost energije povezana sa stanjem kretanja tijela.

Pogledajte i: Elementi, formule i glavni pojmovi povezani s električnim krugovima

Formule mehaničke energije

Formula energijekinetika, koji se odnosi na tjestenina (m) i brzina (v) tijela, to je to, provjeri:

IÇ - kinetička energija

m - tjestenina

v - brzina

Str - količina kretanja

THE energijepotencijal, zauzvrat, postoji u različitim oblicima. Međutim, najčešće su gravitacijske i elastične potencijalne energije, čije su formule prikazane u nastavku:

k - elastična konstanta (N / m)

x - deformacija

Dok gravitacijska potencijalna energija, kako mu samo ime govori, povezano je s lokalnom gravitacijom i visinom na kojoj se nalazi tijelo u odnosu na tlo, energijepotencijalelastičan nastaje kad se neko elastično tijelo deformira, kao kad rastežemo gumicu.

U ovom se primjeru sva potencijalna energija "pohranjuje" u gumenu vrpcu i može joj se pristupiti kasnije. Da biste to učinili, samo otpustite traku tako da se sva elastična potencijalna energija transformira u kinetičku energiju.

Zove se zbroj ova dva oblika energije - kinetičke i potencijalne mehanička energija:

IM - mehanička energija

IÇ - kinetička energija

IStr - potencijalna energija

Očuvanje mehaničke energije

THE očuvanje energije je jedno od načela fizika. Prema njemu, ukupna količina energije u sustavu mora se sačuvati. Drugim riječima, energija se nikad ne gubiilistvorena, već pretvoreni u različite oblike.

Naravno, princip očuvanja mehaničke energije proizlazi iz načela uštede energije. Kažemo da je mehanička energija sačuvana kad ih nemarasipajuće snage, poput trenja ili povlačenja zraka, sposobnog za njegovu transformaciju u druge oblike energije, kao što je toplinska.

Trenje između kućišta i površine uzrokuje da se dio mehaničke energije transformira u toplinu.
Trenje između kućišta i površine uzrokuje da se dio mehaničke energije transformira u toplinu.

provjeri primjeri:

Kada teška kutija klizi preko rampe za trenje, dio kinetička energija kutije se rasipa, a tada sučelje između kutije i rampe malo pati povećanje od temperatura: To je kao da se kinetička energija kutije prenosi na atome sučelja, zbog čega sve više osciliraju. Isto se događa kad nagazimo kočnicu automobila: kočni disk postaje sve vrući i vrući, sve dok se automobil potpuno ne zaustavi.

Pogledajte i:Što je sila trenja? Pogledajte našu umnu mapu

U idealna situacija, pri čemu kretanje se događa bez djelovanja bilo kakvih rasipajućih sila, mehanička energija će se sačuvati. Zamislite situaciju u kojoj se tijelo slobodno ljulja bez ikakvog trenja sa zrakom. U ovoj situaciji dvije točke A i B, u odnosu na položaj njihala, slijede ovaj odnos:

ILOŠE - Mehanička energija u točki A

IMB - Mehanička energija u točki B

IOVDJE - Kinetička energija u točki A

ICB - Kinetička energija u točki B

IPAN - Potencijalna energija u točki A

IPB - Potencijalna energija u točki B

S obzirom na dva položaja idealnog fizičkog sustava bez trenja, mehanička energija u točki A i mehanička energija u točki B bit će jednake veličine. Međutim, moguće je da u različitim dijelovima ovog sustava kinetička i potencijalna energija promijene mjerenje tako da njihov zbroj ostane isti.

Pogledajte i: Newtonov 1., 2. i 3. zakon - Uvod, karta uma i vježbe

Vježbe na mehaničkoj energiji

Pitanje 1) Kamion od 1500 kg putuje brzinom od 10 m / s preko vijadukta od 10 m, izgrađenog iznad prometne avenije. Odredite modul mehaničke energije kamiona u odnosu na aveniju.

Podaci: 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

Predložak: Slovo D

Rješenje:

Da bismo izračunali mehaničku energiju kamiona, zbrojit ćemo kinetičku energiju s gravitacijskom potencijalnom energijom, promatrajte:

Na temelju gornjeg izračuna izračunali smo da je mehanička energija ovog kamiona u odnosu na pod avenije jednaka 2.25.105 J, dakle, točan odgovor je slovo d.

Pitanje 2) Kubični spremnik za vodu, 10.000 l, napuni se do polovice ukupnog volumena i postavi 15 m iznad tla. Odredite mehaničku energiju ovog spremnika za vodu.

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

Predložak: Slovo A

Rješenje:

Nakon što se spremnik za vodu napuni do polovice volumena i znajući da 1 l vode odgovara masi od 1 kg, izračunati ćemo mehaničku energiju spremnika za vodu. Stoga je važno shvatiti da je kinetička energija tijela u mirovanju jednaka 0, pa će stoga njegova mehanička energija biti jednaka potencijalnoj energiji.

Prema dobivenom rezultatu, ispravna alternativa je slovo A.

Pitanje 3) Što se tiče mehaničke energije konzervativnog sustava, bez disipativnih sila, provjerite alternativu ispravno:

a) U prisutnosti trenja ili drugih sila rasipanja, mehanička energija tijela u pokretu se povećava.

b) Mehanička energija tijela koje se kreće slobodno od djelovanja bilo kakvih disipativnih sila ostaje konstantna.

c) Da bi mehanička energija tijela ostala konstantna, potrebno je da, kada dođe do povećanja kinetičke energije, dođe i do povećanja potencijalne energije.

d) Potencijalna energija je dio mehaničke energije povezan s brzinom kojom se tijelo kreće.

e) Kinetička energija tijela koje se oslobađa djelovanja bilo kakvih disipativnih sila ostaje konstantna.

Predložak: Slovo B

Rješenje:

Pogledajmo alternative:

The) NETOČNO - u prisutnosti disipativnih sila, mehanička energija se smanjuje.

B) STVARAN

ç) NETOČNO - ako postoji porast kinetičke energije, potencijalna energija mora se smanjiti tako da mehanička energija ostane konstantna.

d) NETOČNO - kinetička energija dio je mehaničke energije povezan s kretanjem.

i) NETOČNO - u tom će se slučaju kinetička energija smanjiti uslijed rasipajućih sila.

Napisao Rafael Hellerbrock
Učitelj fizike

Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-mecanica.htm

Saznajte kakva će biti pravila kućnog obrazovanja u Brazilu

Savezna vlada objavila je pravila o kućno školovanje. Ako se prijedlog zakona (PL) odobri, rodite...

read more

Banco Safra otvara Career Program s plaćama većim od 4 tisuće R$

Banco Safra, jedna od najvećih privatnih financijskih institucija u Brazilu, otvorila je svoj pro...

read more

Pogledajte ovaj recept za smoothie od jagode, kruške i meda bez laktoze

Voćni smoothieji odličan su izbor za doručak i međuobroke. Međutim, osobe koje pate od intoleranc...

read more