ITU konservasimemberienergimekanika adalah salah satu hukum mekanika yang berasal dari prinsipdikonservasimemberienergi. Menurut hukum kekekalan energi mekanik, bila tidak ada kekuatan disipatif bekerja pada tubuh, semua energinya yang terkait dengan gerakan dijaga konstan. Ini setara dengan mengatakan bahwa energi kinetik dan energipotensi tubuh tidak pernah berubah.
Memahami hukum kekekalan energi mekanik sangat penting untuk memecahkan sejumlah besar Situasi fisika yang mendekati situasi ideal, jadi ini adalah salah satu masalah yang paling menuntut di lapangan memberi Mekanika dalam tes Enem.
Lihat juga: Traksi - pahami konsep fisik lain yang dipelajari oleh Mekanika
Apa yang dimaksud dengan kekekalan energi mekanik?
ITU konservasimemberienergimekanika menyatakan bahwa semua energi yang terkait dengan gerakan suatu benda dijaga konstan ketika tidak ada gaya disipatif, seperti gaya gesekan dan gaya hambat, yang bekerja padanya.
Ketika kita mengatakan bahwa energi mekanik adalah dilestarikan
, ini berarti jumlah dari energikinetika dengan energi potensialadalah sama setiap saat dan dalam posisi apapun. Dengan kata lain, tidak ada bagian dari energi mekanik suatu sistem yang diubah menjadi bentuk energi lain, seperti: Energi termal.Mengingat hal di atas, menurut hukum kekekalan energi mekanik, dalam sistem non-dissipatif, kita dapat mengatakan bahwa energi mekanik dalam dua posisi yang berbeda adalah sama.
DANsaya – energi mekanik
DANÇ - energi kinetik
DANP - energi potensial
Agar kita lebih memahami konsep kekekalan energi mekanik, perlu diketahui apa itu energikinetika dan energipotensi, jadi kami akan menjelaskan secara singkat masing-masing konsep ini dalam topik berikut.
Energi kinetik
ITU energikinetika adalah energi yang terkandung dalam setiap tubuh yang memiliki jumlah gerakan bukan nol, yaitu, selama tubuh memiliki Semacam spageti dan kecepatan, itu akan diberkahi dengan sejumlah energi kinetik.
ITU energikinetika aku s kebesaran skalar yang satuannya menurut ssistem sayaSatuan Internasional, dan Joule (J). Rumus energi kinetik menyatakan bahwa energi ini sama dengan produk dari Semacam spageti (m) dan kotakmemberikecepatan (v²) dibagi 2.
saya - Semacam spageti
v - kecepatan
DANÇ - energi kinetik
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang bentuk energi ini, kunjungi artikel khusus kami: Energi kinetik.
Energi potensial
ITU energipotensi itu adalah bentuk energi yang dapat disimpan dan bergantung langsung pada on posisi di mana tubuh dalam kaitannya dengan beberapa bidang kekuatan, seperti medan gravitasi, Medan listrik dan Medan gaya.
ITU energipotensi hanya dapat terakumulasi dalam tubuh ketika tunduk pada tindakan a kekuatankonservatif, yaitu, gaya yang selalu menerapkan jumlah energi yang sama ke suatu benda, terlepas dari jalur yang ditempuh.
Contoh gaya konservatif adalah kekuatan Bobot: jika sebuah benda diangkat melawan aksi gaya berat dari tanah ke ketinggian tertentu, terlepas dari lintasan yang dilalui oleh benda ini, perolehan energi potensial akan bergantung secara eksklusif pada perbedaan antara keduanya ketinggian.
Dalam hal latihan tentang kekekalan energi mekanik, ada dua jenis energi potensial yang lebih umum: a energi potensial gravitasi dan energi potensial elastis. Energi potensial gravitasi adalah bentuk energi relatif terhadap ketinggian benda relatif terhadap tanah. Itu tergantung pada massa tubuh, pada percepatan gravitasi di tempat dan di ketinggian
g – gravitasi (m/s²)
H – tinggi (m)
ITUenergi potensial elastisadalah yang berhubungan dengan deformasi dari beberapa objek, seperti karet gelang. Untuk menghitungnya, seseorang memperhitungkan berapa banyak benda itu cacat (x), serta konstanelastis dari objek ini (k), diukur dalam newtonperkereta bawah tanah. Jika suatu benda memiliki konstanta elastis sebesar 800 N/m, ini menunjukkan bahwa, untuk dideformasi sejauh satu meter, benda ini dikenai gaya 800 N. Rumus yang digunakan untuk menghitung energi potensial elastis adalah sebagai berikut:
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang bentuk energi ini, kunjungi artikel khusus kami: Energi potensi.
energi mekanik
ITU energi mekanik dan jumlah energi kinetik dan potensial. Dengan kata lain, itu adalah semua energi yang terkait dengan gerakan tubuh. Rumus energi mekanik adalah sebagai berikut:
Rumus kekekalan energi mekanik
Rumus kekekalan energi mekanik sedemikian rupa sehingga jumlah energi kinetik dan energi potensial adalah sama untuk setiap titik dalam sistem mekanik di mana tidak ada gaya disipatif yang bekerja.
DANCi danlihat -energi kinetik akhir dan awal
DANCi danPolisi Federal -energi kinetik akhir dan awal
Meskipun rumus di atas bersifat umum dan dapat diterapkan dalam semua kasus di mana energi mekanik mechanical jika dilestarikan, perlu ditekankan bahwa setiap kasus dapat menghadirkan bentuk energi yang berbeda potensi. Jadi, latihan pemecahan adalah cara terbaik untuk memahami kasus yang berbeda.
Baca juga:Jatuh bebas - lebih memahami gerakan ini di mana tidak ada gaya gesekan
Soal latihan tentang kekekalan energi mekanik
Pertanyaan 1 - Sebuah benda bermassa m = 2,0 kg bertumpu pada sebuah pegas dengan konstanta elastis sebesar 5000 N/m, ditekan sebesar 2 cm (0,02 m). Dengan mengabaikan gaya disipatif dan berdasarkan gambar, tentukan tinggi yang dicapai benda setelah pegas dilepaskan dan tandai alternatif yang benar.
(Data: g = 10 m/s²)
a) 4 cm
b) 10 cm
c) 5 cm
d) 20 cm
e) 2 cm
Templat: huruf C
Resolusi:
Untuk menyelesaikan soal tersebut, perlu diterapkan hukum kekekalan energi mekanik. Dalam pengertian ini, kita melihat bahwa energi mekanik awal adalah potensial elastis murni, dan energi mekanik akhir adalah potensial gravitasi murni. Dengan cara ini, kita harus membuat perhitungan berikut:
Berdasarkan perhitungan yang dikembangkan, kami menemukan bahwa tubuh naik ke ketinggian maksimum 5 cm, jadi alternatif yang benar adalah huruf C.
Pertanyaan 2 - Sebuah benda dilepaskan dari sisa tanjakan pada ketinggian 4 m. Tentukan kelajuan benda tersebut ketika berada 2 m di atas tanah dan tunjukkan alternatif yang benar.
a) 2√10 m/s
b) 20 m/s
c) 4√10 m/s
d) 2√5 m/s
e) 3√2 m/s
Templat: huruf a.
Resolusi:
Kita harus menerapkan hukum kekekalan energi mekanik pada titik tertinggi dan pada titik ketinggian yang sama dengan 2 m. Untuk melakukan ini dengan benar, kita perlu mengingat bahwa, pada titik tertinggi, tubuh berada dalam keadaan diam, sehingga semua energi mekaniknya dinyatakan dalam bentuk energi potensial gravitasi. Pada titik di mana tingginya sama dengan 2 m, ada begitu banyak energipotensigravitasiberapa banyakenergikinetika. Perhatikan perhitungan pada gambar berikut:
Pada akhir perhitungan di atas, ketika kita menghitung akar kuadrat dari 40, kita memfaktorkan bilangan tersebut sehingga hasilnya menjadi 2√10, jadi alternatif yang benar adalah huruf A.
Oleh Rafael Hellerbrock
guru fisika
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-conservacao-energia-mecanica.htm
