A Megőrzésadenergiamechanika a mechanika egyik törvénye, amely ered elvban benMegőrzésadenergia. A mechanikai energia megmaradásának törvénye szerint, amikor egyik sem disszipatív erő hat egy testre, a mozgással kapcsolatos összes energiája állandó marad. Ez egyenértékű azzal, hogy azt mondják: kinetikus energia és a energialehetséges a test soha nem változik.
A mechanikai energia megmaradásának törvényének megértése elengedhetetlen a nagyszámú probléma megoldásához Fizikai helyzetek, amelyek megközelítik az ideális helyzeteket, tehát ez a szakterület egyik legkeresettebb kérdése ad Mechanika az Enem tesztekben.
Lásd még: Vontatás - értse meg ezt a másik, a Mechanika által vizsgált fizikai fogalmat
Mi a mechanikus energiatakarékosság?
A Megőrzésadenergiamechanika kimondja, hogy a test mozgásával kapcsolatos összes energia állandó marad, ha semmilyen disszipatív erő, például súrlódási és húzóerő nem hat rá.
Amikor azt mondjuk, hogy a mechanikus energia az konzervált, ez azt jelenti, hogy a energia
kinetika a... val helyzeti energiamindig és minden helyzetben ugyanaz. Más szavakkal, a rendszer mechanikai energiájának egyetlen része sem alakul át más típusú energiává, mint pl Hőenergia.A fentiekre tekintettel a a mechanikai energia megmaradásának törvénye, egy nem disszipatív rendszerben azt mondhatjuk, hogy a mechanikai energiák két különböző helyzetben egyenlőek.
ÉSM - mechanikus energia
ÉSÇ - kinetikus energia
ÉSP - helyzeti energia
Annak érdekében, hogy jobban megértsük a mechanikai energia megőrzésének fogalmát, tudnunk kell, mi ez energiakinetika és energialehetséges, így ezeket a fogalmakat röviden elmagyarázzuk a következő témákban.
Kinetikus energia
A energiakinetika az az energia, amelyet bármely test tartalmaz, amelynek a mennyiségű mozgás nem nulla, vagyis amíg a test rendelkezik tészta és sebesség, bizonyos mozgási energiával lesz felruházva.
A energiakinetika van skaláris nagyság amelynek egysége a srendszer énNemzetközi egységek, és a joule (J). A kinetikus energia képlete kimondja, hogy ez az energia megegyezik a tészta m) és a négyzetadsebesség (v²) osztva 2-vel.
m - tészta
v - sebesség
ÉSÇ - kinetikus energia
Ha többet szeretne megtudni erről az energiaformáról, keresse fel cikkünket: Kinetikus energia.
Helyzeti energia
A energialehetséges ez egy olyan energiaforma, amely tárolható, és amely közvetlenül függ az pozíció ahol egy test valamilyen mezőjéhez viszonyul erő, például a gravitációs mező, elektromos mező és mágneses mező.
A energialehetséges csak akkor halmozódhat fel egy testben, ha a erőkonzervatív, vagyis olyan erő, amely mindig ugyanannyi energiát fejt ki egy testre, függetlenül a megtett úttól.
A konzervatív erő példája a erő Súly: ha egy testet emelnek az erő súlyának a talajtól egy bizonyos magasságig, függetlenül attól, hogy a test által bejárt pálya, a potenciális energianyereség kizárólag a kettő közötti különbségtől függ Magasság.
Amikor a mechanikai energia megőrzésével kapcsolatos gyakorlatokról van szó, a potenciális energia két további típusa létezik: a gravitációs potenciális energia és a rugalmas potenciális energia. A gravitációs potenciális energia a test földhöz viszonyított magasságához viszonyított energiaforma. Ez a testtömegtől, a gravitációs gyorsulás a helyén és a magasságban
g - gravitáció (m / s²)
H - magasság (m)
Arugalmas potenciális energiaa rokon deformáció valamilyen tárgy, mint egy gumiszalag. Ennek kiszámításához figyelembe kell venni, hogy mennyi volt az objektum deformálódott (x), valamint a állandórugalmas ennek az objektumnak (k) értéke, mértékegységben newtonpermetró. Ha egy objektum rugalmas állandója 800 N / m, ez azt jelzi, hogy egy méterrel deformálódva erre a tárgyra 800 N erő hat. A rugalmas potenciálenergia kiszámításához használt képlet a következő:
Ha többet szeretne megtudni erről az energiaformáról, keresse fel cikkünket: Energia lehetséges.
mechanikus energia
A mechanikus energia és a kinetikus és potenciális energiák összege. Más szóval, minden energia kapcsolódik a test mozgásához. A mechanikai energia képlete a következő:
Mechanikus energiatakarékossági képlet
A mechanikai energia megőrzésének képlete olyan, hogy a mozgási energia és a potenciális energia összege megegyezik a mechanikai rendszer bármely pontjával, ahol nem hatnak disszipatív erők.
ÉSCi és vanVö -végső és kezdeti kinetikus energia
ÉSCi és vanSzövetségi Rendőrség -végső és kezdeti kinetikus energia
Bár a fenti képlet általános és minden esetben alkalmazható, ha a mechanikai energia konzerválva ki kell emelni, hogy minden esetben másfajta energiát tud felmutatni lehetséges. Így a gyakorlatok megoldása a legjobb módja a különböző esetek megértésének.
Olvassa el:Szabad esés - jobban értsd meg ezt a mozgást, ahol nincs súrlódási erő
Megoldott gyakorlatok a mechanikai energia megőrzéséről
1. kérdés - Az m = 2,0 kg tömegű test egy rugónak támaszkodik, amelynek rugalmassági állandója 5000 N / m, 2 cm-rel (0,02 m) összenyomva. A disszipatív erőket elhanyagolva, és az ábra alapján határozza meg a test által a rugó elengedése után elért magasságot, és jelölje meg a helyes alternatívát.
(Adatok: g = 10 m / s²)
a) 4 cm
b) 10 cm
c) 5 cm
d) 20 cm
e) 2 cm
Sablon: C. betű
Felbontás:
A gyakorlat megoldásához a mechanikai energia megmaradásának törvényét kell alkalmazni. Ebben az értelemben azt látjuk, hogy a kezdeti mechanikus energia pusztán rugalmas potenciál, a végső mechanikus energia pedig pusztán gravitációs potenciál. Ily módon a következő számítást kell elvégeznünk:
Az általunk kidolgozott számítás alapján azt tapasztaljuk, hogy a test maximum 5 cm magasra emelkedik, így a helyes alternatíva a C betű.
2. kérdés - A rámpa többi részéből 4 m magasságban egy test szabadul fel. Határozza meg a test sebességét, amikor 2 m-rel a talaj felett van, és jelezze a helyes alternatívát.
a) 2√10 m / s
b) 20 m / s
c) 4√10 m / s
d) 2√5 m / s
e) 3√2 m / s
Sablon: a betű.
Felbontás:
A mechanikai energia megmaradásának törvényét kell alkalmaznunk a legmagasabb pontokon és a 2 m-rel megegyező magasságú pontokon. Ahhoz, hogy ezt helyesen tegyük, emlékeznünk kell arra, hogy a test a legmagasabb ponton nyugalomban volt, így minden mechanikai energiája gravitációs potenciális energia formájában fejeződött ki. Abban a pontban, ahol a magasság megegyezik 2 m-rel, annyi minden van energialehetségesgravitációsmennyienergiakinetika. Vegye figyelembe a számítást az alábbi ábrán:
A fenti számítás végén, amikor kiszámoltuk a négyzetgyökét 40-nek, úgy számoltuk a számot, hogy az eredmény 2√10-et eredményezzen, tehát a helyes alternatíva az A betű.
Írta: Rafael Hellerbrock
Fizikatanár
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-conservacao-energia-mecanica.htm
