Energimekanika aku s kuantitas fisik mendaki, diukur dalam joule, menurut SI. Ini setara dengan jumlah energi kinetik dan potensial dari sistem fisik. Dalam sistem konservatif, yaitu, tanpa gesekan, energi mekanik tetap.
Lihat juga:Elektrostatika: apa itu muatan listrik, elektrifikasi, statis, dan konsep lainnya
Pengantar Energi Mekanik
Ketika partikel bermassa bergerakbebas melalui ruang, pasti kecepatan dan tanpa menderita tindakan kekuatan beberapa, kami mengatakan bahwa itu membawa sejumlah energi murnikinetika. Namun, jika partikel ini mulai mengalami semacam interaksi (gravitasi, listrik, magnetik atau elastis, misalnya), kita katakan bahwa ia juga memiliki a energipotensi.
Oleh karena itu, energi potensial adalah suatu bentuk energi yang dapat disimpan atau disimpan; sedangkan energi kinetik adalah relatif terhadap kecepatan partikel particle.
Sekarang kita telah mendefinisikan konsep energi kinetik dan energi potensial, kita dapat memahami dengan lebih jelas apa itu energi mekanik: itu adalah totalitas energi yang terkait dengan keadaan gerakan tubuh.
Lihat juga: Elemen, rumus, dan konsep utama yang terkait dengan rangkaian listrik
Rumus energi mekanik
rumus dari energikinetika, yang berhubungan dengan Semacam spageti (m) dan kecepatan (v) tubuh, ini dia, periksa:
DANÇ - energi kinetik
saya - Semacam spageti
v - kecepatan
P - jumlah gerakan
ITU energipotensi, pada gilirannya, itu ada dalam bentuk yang berbeda. Yang paling umum, bagaimanapun, adalah energi potensial gravitasi dan elastis, yang rumusnya ditunjukkan di bawah ini:
k – konstanta elastis (N/m)
x – deformasi
Selagi energi potensial gravitasi, seperti namanya, terkait dengan gravitasi lokal dan ketinggian di mana tubuh berada dalam kaitannya dengan tanah, energipotensielastis itu muncul ketika beberapa benda elastis berubah bentuk, seperti ketika kita meregangkan karet gelang.
Dalam contoh ini, semua energi potensial "disimpan" di karet gelang dan dapat diakses nanti. Untuk melakukannya, cukup lepaskan strip sehingga semua energi potensial elastis berubah menjadi energi kinetik.
Jumlah dari dua bentuk energi ini — kinetik dan potensial — disebut energi mekanik:
DANsaya – energi mekanik
DANÇ - energi kinetik
DANP - energi potensial
Konservasi energi mekanik
ITU konservasi Energi merupakan salah satu prinsip dari fisika. Menurutnya, jumlah total energi dalam suatu sistem harus dilestarikan. Dengan kata lain, energi tidak pernah hilangataudibuat, melainkan diubah menjadi bentuk yang berbeda.
Tentu saja, prinsip kekekalan energi mekanik berasal dari prinsip kekekalan energi. Kita katakan bahwa energi mekanik adalah kekal ketika tidak adakekuatan disipatif, seperti gesekan atau tarikan udara, yang mampu mengubahnya menjadi bentuk energi lain, seperti panas.
Periksa contoh:
Ketika sebuah kotak berat meluncur di atas bidang gesekan, bagian dari energi kinetik kotak dihamburkan, dan kemudian antarmuka antara kotak dan jalan sedikit menderita suffer peningkatan suhu: Seolah-olah energi kinetik kotak sedang ditransfer ke atom di antarmuka, menyebabkan mereka berosilasi lebih dan lebih. Hal yang sama terjadi ketika kita menginjak rem mobil: cakram rem semakin panas, sampai mobil berhenti total.
Lihat juga:Apa itu gaya gesekan? Lihat peta pikiran kami
Di sebuah situasi ideal, di mana gerakan terjadi tanpa aksi kekuatan disipatif, energi mekanik akan kekal. Bayangkan situasi di mana tubuh berayun bebas tanpa gesekan dengan udara. Dalam situasi ini, dua titik A dan B, relatif terhadap posisi bandul, mengikuti hubungan ini:
DANBURUK – Energi mekanik di titik A
DANMB – Energi mekanik di titik B
DANSINI – Energi kinetik di titik A
DANCB – Energi kinetik di titik B
DANPANCI – Energi potensial di titik A
DANPB – Energi potensial di titik B
Mengingat dua posisi ideal, sistem fisik tanpa gesekan, energi mekanik pada titik A dan energi mekanik pada titik B akan sama besarnya. Namun, ada kemungkinan bahwa di bagian yang berbeda dari sistem ini, energi kinetik dan energi potensial berubah pengukuran sehingga jumlah mereka tetap sama.
Lihat juga: Hukum 1, 2, dan 3 Newton - Pendahuluan, Peta Pikiran, dan Latihan
Latihan tentang energi mekanik
Pertanyaan 1) Sebuah truk 1500 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s melalui jembatan sepanjang 10 m, dibangun di atas jalan yang ramai. Tentukan modulus energi mekanik truk dalam kaitannya dengan jalan.
Data: 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
Templat: Huruf D
Resolusi:
Untuk menghitung energi mekanik truk, kita akan menambahkan energi kinetik dengan energi potensial gravitasi, perhatikan:
Berdasarkan perhitungan di atas, kami menemukan bahwa energi mekanik truk ini dalam kaitannya dengan lantai jalan adalah sama dengan 2.25.105 J, oleh karena itu, jawaban yang benar adalah huruf d.
Pertanyaan 2) Sebuah tangki air kubik, 10.000 l, diisi hingga setengah volume totalnya dan diposisikan 15 m di atas tanah. Tentukan energi mekanik tangki air ini.
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
Templat: Huruf a
Resolusi:
Setelah tangki air diisi hingga setengah volumenya dan mengetahui bahwa 1 liter air sama dengan massa 1 kg, kita akan menghitung energi mekanik tangki air. Jadi, penting untuk disadari bahwa, ketika diam, energi kinetik benda sama dengan 0, dan oleh karena itu energi mekaniknya akan sama dengan energi potensialnya.
Berdasarkan hasil yang diperoleh, alternatif yang tepat adalah huruf a.
Pertanyaan 3) Mengenai energi mekanik sistem konservatif, bebas dari gaya disipatif, periksa alternatifnya benar:
a) Dengan adanya gesekan, atau gaya disipatif lainnya, energi mekanik dari benda yang bergerak meningkat.
b) Energi mekanik suatu benda yang bergerak bebas dari aksi gaya disipatif tetap konstan.
c) Agar energi mekanik suatu benda tetap konstan, perlu bahwa, ketika ada peningkatan energi kinetik, ada juga peningkatan energi potensial.
d) Energi potensial adalah bagian dari energi mekanik yang berhubungan dengan kecepatan gerak benda.
e) Energi kinetik suatu benda yang bergerak bebas dari aksi gaya disipatif tetap konstan.
Templat: Huruf b
Resolusi:
Mari kita lihat alternatifnya:
Itu) SALAH - dengan adanya gaya disipatif, energi mekanik berkurang.
B) NYATA
) SALAH - jika ada kenaikan energi kinetik, energi potensial harus berkurang agar energi mekanik tetap konstan.
d) SALAH - energi kinetik adalah bagian dari energi mekanik yang berhubungan dengan gerak.
dan) SALAH - dalam hal ini, energi kinetik akan berkurang karena gaya disipatif.
Oleh Rafael Hellerbrock
guru fisika
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-mecanica.htm