ენერგიამექანიკა არის ფიზიკური რაოდენობა ასვლა, იზომება ჯოლებში, შესაბამისად SI. ეს არის ფიზიკური სისტემის კინეტიკური და პოტენციური ენერგიების ჯამი. კონსერვატიულ სისტემებში, ანუ გარეშე ხახუნის, მექანიკური ენერგია მუდმივი რჩება.
იხილეთ აგრეთვე:ელექტროსტატიკა: რა არის ელექტრული მუხტი, ელექტრიფიკაცია, სტატიკური და სხვა ცნებები
მექანიკური ენერგიის შესავალი
როდესაც ნაწილაკი მასით მოძრაობსთავისუფლად სივრცის გავლით, ნამდვილად სიჩქარე და არ განიცდიან მოქმედებას ძალა ზოგიერთს, ჩვენ ვამბობთ, რომ მას თან აქვს რაოდენობა სუფთა ენერგიაკინეტიკა. თუმცა, თუ ეს ნაწილაკი იწყებს ერთგვარი ურთიერთქმედების გავლას (გრავიტაციული, ელექტრომაგნიტური ან ელასტიური), ჩვენ ვამბობთ, რომ მას ასევე აქვს a ენერგიაპოტენციური.
ამიტომ პოტენციური ენერგია არის ენერგიის ფორმა, რომლის შენახვა ან შენახვა შეიძლება; ხოლო კინეტიკური ენერგია არის ნაწილაკის სიჩქარის შედარებით.
ახლა, როდესაც ჩვენ განვსაზღვრეთ კინეტიკური ენერგიისა და პოტენციური ენერგიის ცნებები, უფრო ნათლად შეგვიძლია გავიგოთ, რას გულისხმობს მექანიკური ენერგია: ეს არის ენერგიის მთლიანობა, რომელიც დაკავშირებულია სხეულის მოძრაობის მდგომარეობასთან.
იხილეთ აგრეთვე: ელექტრულ წრეებთან დაკავშირებული ელემენტები, ფორმულები და ძირითადი ცნებები
მექანიკური ენერგიის ფორმულები
ფორმულა ენერგიაკინეტიკა, რომელიც ეხება მაკარონი (მ) და სიჩქარე (v) სხეულის, ეს არის ის, შეამოწმეთ:
დაჩ - კინეტიკური ენერგია
მ - მაკარონი
ვ - სიჩქარე
პ - მოძრაობის რაოდენობა
ენერგიაპოტენციალი, თავის მხრივ, ის სხვადასხვა ფორმით არსებობს. ამასთან, ყველაზე გავრცელებულია გრავიტაციული და ელასტიური პოტენციური ენერგიები, რომელთა ფორმულები მოცემულია ქვემოთ:
კ - ელასტიური მუდმივა (N / მ)
x - დეფორმაცია
მიუხედავად იმისა, რომ გრავიტაციული პოტენციური ენერგიაროგორც მისი სახელიდან ჩანს, დაკავშირებულია ადგილობრივ სიმძიმასთან და იმ სიმაღლესთან, რომელზეც სხეული მდებარეობს მიწასთან, ენერგიაპოტენციურიელასტიური ეს წარმოიქმნება ელასტიური სხეულის დეფორმაციის დროს, როგორც რეზინის ზოლის გაჭიმვისას.
ამ მაგალითში, ყველა პოტენციური ენერგია "ინახება" რეზინის ზოლში და მათი წვდომა მოგვიანებით შეიძლება. ამისათვის უბრალოდ გაათავისუფლეთ ზოლი ისე, რომ მთელი ელასტიური პოტენციური ენერგია გადაკეთდეს კინეტიკურ ენერგიად.
ენერგიის ამ ორი ფორმის ჯამი - კინეტიკური და პოტენციური - ეწოდება მექანიკური ენერგია:
დამ - მექანიკური ენერგია
დაჩ - კინეტიკური ენერგია
დაპ - პოტენციური ენერგია
ნუ გაჩერდები ახლა... რეკლამის შემდეგ მეტია;)
მექანიკური ენერგიის შენარჩუნება
ენერგიის დაზოგვა არის ერთ – ერთი პრინციპი ფიზიკა. მისივე თქმით, სისტემაში ენერგიის საერთო რაოდენობა უნდა იყოს დაცული. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ენერგია არასოდეს იკარგებაანშექმნილია, არამედ გარდაიქმნება სხვადასხვა ფორმებში.
რა თქმა უნდა, მექანიკური ენერგიის შენარჩუნების პრინციპი გამომდინარეობს ენერგიის დაზოგვის პრინციპიდან. ჩვენ ვამბობთ, რომ მექანიკური ენერგია ინახება როცა არ არსებობსგამყოფი ძალები, როგორიცაა ხახუნება ან ჰაერის გადაწევა, რომელსაც შეუძლია გარდაქმნას იგი ენერგიის სხვა ფორმებად, მაგალითად თერმული.
შემოწმება მაგალითები:
როდესაც მძიმე კოლოფი ხახუნის ჩასასვლელს სრიალებს, ნაწილი ყუთის კინეტიკური ენერგია იშლება, შემდეგ კი ინტერფეისი ყუთსა და პანდუსს შორის მცირედ განიცდის გაზრდა ტემპერატურა: თითქოს ყუთის კინეტიკური ენერგია გადადის ატომებზე ინტერფეისზე, რაც იწვევს მათ უფრო და უფრო მეტ რხევას. იგივე ხდება, როდესაც მანქანის სამუხრუჭე ფეხს დავაბიჯებთ: სამუხრუჭე დისკი სულ უფრო და უფრო ცხელდება, სანამ მანქანა არ გაჩერდება.
იხილეთ აგრეთვე:რა არის ხახუნის ძალა? გაეცანით ჩვენი გონების რუქას
Ში იდეალური სიტუაციასადაც მოძრაობა ხდება რაიმე გამყოფი ძალის მოქმედების გარეშე, მექანიკური ენერგია დაიზოგება. წარმოიდგინეთ სიტუაცია, როდესაც სხეული თავისუფლად ტრიალებს ყოველგვარი ჰაერის ხახუნის გარეშე. ამ სიტუაციაში, ორი წერტილი A და B, შედარებით pendulum პოზიცია, დაიცვას ეს ურთიერთობა:
დაᲪᲣᲓᲘ - მექანიკური ენერგია A წერტილში
დამბ - მექანიკური ენერგია B წერტილში
დაᲐᲥ - კინეტიკური ენერგია A წერტილში
დაCB - კინეტიკური ენერგია B წერტილში
დაპან - პოტენციური ენერგია A წერტილში
დაPB - პოტენციური ენერგია B წერტილში
იდეალური, ხახუნის გარეშე ფიზიკური სისტემის ორი პოზიციის გათვალისწინებით, მექანიკური ენერგია A წერტილში და მექანიკური ენერგია B წერტილში ტოლი იქნება სიდიდის. ამასთან, შესაძლებელია, ამ სისტემის სხვადასხვა ნაწილში კინეტიკური და პოტენციური ენერგიები შეცვალოს გაზომვა ისე, რომ მათი ჯამი იგივე დარჩეს.
იხილეთ აგრეთვე: ნიუტონის 1-ლი, მე -2 და მე -3 კანონები - შესავალი, გონების რუქა და სავარჯიშოები
სავარჯიშოები მექანიკურ ენერგიაზე
Კითხვა 1) 1500 კგ-იანი სატვირთო მანქანა 10 მ / წმ სიჩქარით მოძრაობს დატვირთული გამზირის ზემოთ აშენებულ 10 მეტრ გზაგამტარზე. განსაზღვრეთ სატვირთო მანქანის მექანიკური ენერგიის მოდული გამზირთან მიმართებაში.
მონაცემები: g = 10 მ / წმ
ა) 1.25.104 ჯ
ბ) 7,25.105 ჯ
გ) 1,5105 ჯ
დ) 2.25.105 ჯ
ე) 9.3.103 ჯ
შაბლონი: ასო დ
რეზოლუცია:
სატვირთო მანქანის მექანიკური ენერგიის გამოსათვლელად, ჩვენ დავამატებთ კინეტიკურ ენერგიას გრავიტაციული პოტენციური ენერგიით, დავაკვირდეთ:
ზემოაღნიშნული გაანგარიშების საფუძველზე დავადგინეთ, რომ ამ სატვირთო მანქანის მექანიკური ენერგია გამზირის იატაკთან მიმართებაში ტოლია 2.25.105 J, შესაბამისად, სწორი პასუხია ასო დ.
კითხვა 2) კუბური წყლის ავზი, 10,000 ლ, ივსება მისი მთლიანი მოცულობის ნახევრამდე და განლაგებულია 15 მ სიმაღლეზე. განსაზღვრეთ ამ წყლის ავზის მექანიკური ენერგია.
ა) 7.5.105 ჯ
ბ) 1.5.105 ჯ
გ) 1.5.106 ჯ
დ) 7.5.103 ჯ
ე) 5.0.102 ჯ
შაბლონი: Ასო ა
რეზოლუცია:
მას შემდეგ, რაც წყლის ავზი შეავსებს მისი მოცულობის ნახევარს და ვიცით, რომ 1 ლ წყალი შეესაბამება 1 კგ მასას, ჩვენ გამოვთვლით წყლის ავზის მექანიკურ ენერგიას. ამრიგად, მნიშვნელოვანია გავითვალისწინოთ, რომ დანარჩენი მდგომარეობის დროს, სხეულის კინეტიკური ენერგია უდრის 0-ს, ამიტომ მისი მექანიკური ენერგია ტოლი იქნება მისი პოტენციური ენერგიის.
მიღებული შედეგის მიხედვით, სწორი ალტერნატივაა ასო ა.
კითხვა 3) კონსერვატიული სისტემის მექანიკურ ენერგიასთან დაკავშირებით, განმსაზღვრელი ძალებისგან თავისუფალი, შეამოწმეთ ალტერნატივა სწორია:
ა) ხახუნის, ან სხვა გამაფანტებელი ძალების არსებობისას, მოძრავი სხეულის მექანიკური ენერგია იზრდება.
ბ) სხეულის მექანიკური ენერგია, რომელიც თავისუფალია ნებისმიერი გამფრქვევი ძალების მოქმედებისგან, რჩება მუდმივი.
გ) იმისათვის, რომ სხეულის მექანიკური ენერგია მუდმივად დარჩეს, აუცილებელია, როდესაც ხდება კინეტიკური ენერგიის ზრდა, პოტენციური ენერგიის ზრდაც.
დ) პოტენციური ენერგია არის მექანიკური ენერგიის ნაწილი, რომელიც უკავშირდება სხეულის სიჩქარეს.
ე) სხეულის კინეტიკური ენერგია, რომელიც თავისუფალია ნებისმიერი გამფრქვევი ძალების მოქმედებისგან, რჩება მუდმივი.
შაბლონი: ასო ბ
რეზოლუცია:
მოდით ვნახოთ ალტერნატივები:
) ყალბი - გამფანტველი ძალების არსებობისას მექანიკური ენერგია იკლებს.
ბ) რეალური
ჩ) ყალბი - თუ ხდება კინეტიკური ენერგიის ზრდა, პოტენციური ენერგია უნდა შემცირდეს ისე, რომ მექანიკური ენერგია მუდმივი დარჩეს.
დ) ყალბი - კინეტიკური ენერგია არის მექანიკური ენერგიის ნაწილი, რომელიც დაკავშირებულია მოძრაობასთან.
და) ყალბი - ამ შემთხვევაში, კინეტიკური ენერგია შემცირდება გაფანტული ძალების გამო.
რაფაელ ჰელერბროკის მიერ
ფიზიკის მასწავლებელი
