Energijamechanika yra fizinis kiekis lipti, matuojamas džauliais, pagal SI. Tai yra fizinės sistemos kinetinių ir potencialių energijų suma. Konservatyviose sistemose, tai yra be trintis, mechaninė energija išlieka pastovi.
Taip pat žiūrėkite:Elektrostatika: kas yra elektros krūvis, elektrifikacija, statinė ir kitos sąvokos
Mechaninės energijos įvadas
Kai dalelė su mase judalaisvai per kosmosą, tikrai greitis ir nepatirdamas jėga kai kurie, mes sakome, kad su savimi turi kiekį grynos energijoskinetika. Tačiau jei ši dalelė pradeda vykti kažkokia sąveika (gravitacinis, elektrinis, pavyzdžiui, magnetinis ar elastingas), sakome, kad jis taip pat turi a energijospotencialus.
Todėl potenciali energija yra energijos forma, kurią galima kaupti arba kaupti; o kinetinė energija yra tokia, kokia yra dalelės greitis.
Apibrėžę kinetinės energijos ir potencialios energijos sąvokas, galime aiškiau suprasti, kas yra mechaninė energija: tai energijos, susijusios su kūno judėjimo būkle, visuma.
Taip pat žiūrėkite: Elementai, formulės ir pagrindinės sąvokos, susijusios su elektros grandinėmis
Mechaninės energijos formulės
Formulė energijoskinetika, kuris susijęs su makaronai m) ir greitis (v) kūno, tai yra, patikrinkite:
IRÇ - kinetinė energija
m - makaronai
v - greitis
P - judesio kiekis
energijospotencialus, savo ruožtu jis egzistuoja skirtingomis formomis. Tačiau labiausiai paplitusios yra gravitacinės ir elastinės potencialios energijos, kurių formulės parodytos žemiau:
k - elastinė konstanta (N / m)
x - deformacija
Kol gravitacijos potencialo energija, kaip rodo jo pavadinimas, yra susijęs su vietine gravitacija ir aukščiu, kuriame kūnas yra žemės atžvilgiu energijospotencialuselastinga jis atsiranda deformavus kokį nors elastingą kūną, pavyzdžiui, kai ištempiame guminę juostelę.
Šiame pavyzdyje visa potenciali energija yra „sukaupta“ guminėje juostoje ir prie jos bus galima prisijungti vėliau. Norėdami tai padaryti, tiesiog atleiskite juostą, kad visa elastinė potencialo energija virstų kinetine energija.
Šių dviejų energijos formų - kinetinės ir potencialios - suma yra vadinama mechaninė energija:
IRM - mechaninė energija
IRÇ - kinetinė energija
IRP - potencinė energija
Nesustokite dabar... Po reklamos yra daugiau;)
Mechaninės energijos išsaugojimas
energijos taupymas yra vienas iš fizika. Pasak jo, turi būti išsaugotas bendras energijos kiekis sistemoje. Kitaip tariant, energija niekada neprarandamaarbasukurta, bet veikiau paverčiami skirtingomis formomis.
Žinoma, mechaninės energijos išsaugojimo principas kyla iš energijos taupymo principo. Mes sakome, kad mechaninė energija yra išsaugota kai jų nėraišsklaidančios jėgos, pavyzdžiui, trintį ar oro pasipriešinimą, galintį jį paversti kitomis energijos formomis, tokiomis kaip terminis.
išsiregistruoti pavyzdžių:
Kai sunki dėžė slysta per trinties rampą, dalis kinezinė dėžutės energija išsisklaido, tada sąsaja tarp dėžutės ir rampos šiek tiek nukenčia padidėjimas temperatūra: Tarsi dėžutės kinetinė energija būtų perkelta į sąsajos atomus, todėl jie vis daugiau svyruoja. Tas pats atsitinka ir tada, kai mes įsitraukiame į automobilio stabdį: stabdžių diskas tampa vis karštesnis, kol automobilis visiškai sustoja.
Taip pat žiūrėkite:Kas yra trinties jėga? Peržiūrėkite mūsų minčių žemėlapį
A ideali situacija, kur judėjimas įvyksta neveikiant jokių išsklaidančių jėgų, mechaninė energija bus išsaugota. Įsivaizduokite situaciją, kai kūnas laisvai siūbuoja be jokios trinties su oru. Šioje situacijoje du taškai A ir B, palyginti su švytuoklės padėtimi, seka šį ryšį:
IRBlogas - Mechaninė energija taške A
IRMB - Mechaninė energija taške B
IRČIA - Kinetinė energija taške A
IRCB - Kinetinė energija taške B
IRPAN - Potenciali energija taške A
IRPB - Potenciali energija taške B
Atsižvelgiant į dvi idealios, be trinties fizinės sistemos padėtis, mechaninė energija taške A ir mechaninė energija taške B bus vienodo dydžio. Tačiau gali būti, kad skirtingose šios sistemos dalyse kinetinė ir potenciali energija keičia matavimą taip, kad jų suma išlieka ta pati.
Taip pat žiūrėkite: 1-asis, 2-asis ir 3-asis Niutono dėsniai - įvadas, minčių žemėlapis ir pratimai
Mechaninės energijos pratimai
Klausimas 1) 1500 kg sunkvežimis 10 m / s greičiu važiuoja per 10 m viaduką, pastatytą virš judraus prospekto. Nustatykite sunkvežimio mechaninės energijos modulį prospekto atžvilgiu.
Duomenys: g = 10 m / s²
a) 1.25.104 Dž
b) 7,25,105 Dž
c) 1 5105 Dž
d) 2.25.105 Dž
e) 9.3.103 Dž
Šablonas: D raidė
Rezoliucija:
Norėdami apskaičiuoti sunkvežimio mechaninę energiją, pridėsime kinetinę energiją su gravitacijos potencialo energija, stebėsime:
Remdamiesi aukščiau pateiktu skaičiavimu, nustatėme, kad šio sunkvežimio mechaninė energija prospekto grindų atžvilgiu yra lygi 2.25,105 J, todėl teisingas atsakymas yra d raidė.
2 klausimas) 10 000 l kubinis vandens rezervuaras pripildomas iki pusės bendro tūrio ir pastatomas 15 m virš žemės. Nustatykite šio vandens rezervuaro mechaninę energiją.
a) 7.5.105 Dž
b) 1.5.105 Dž
c) 1.5.106 Dž
d) 7.5.103 Dž
e) 5.0.102 Dž
Šablonas: Raidė A
Rezoliucija:
Kai vandens rezervuaras bus užpildytas iki pusės jo tūrio ir žinant, kad 1 l vandens atitinka 1 kg masę, apskaičiuosime vandens rezervuaro mechaninę energiją. Taigi svarbu suvokti, kad ramybės būsenoje kūno kinetinė energija lygi 0, todėl jo mechaninė energija bus lygi jo potencialiai energijai.
Pagal gautą rezultatą teisinga alternatyva yra raidė A.
3 klausimas Dėl konservatyvios sistemos, kurioje nėra išsklaidančių jėgų, mechaninės energijos, patikrinkite alternatyvą teisinga:
a) Esant trinčiai ar kitoms sklaidomosioms jėgoms, didėja judančio kūno mechaninė energija.
b) Kūno, judančio be jokių išsklaidančių jėgų, mechaninė energija išlieka pastovi.
c) Kad kūno mechaninė energija išliktų pastovi, būtina, kad padidėjus kinetinei energijai, padidėtų ir potenciali energija.
d) Potenciali energija yra mechaninės energijos dalis, susijusi su kūno judėjimo greičiu.
e) Kūno, judančio be jokių išsklaidančių jėgų, kinetinė energija išlieka pastovi.
Šablonas: B raidė
Rezoliucija:
Pažvelkime į alternatyvas:
) NETIESA - esant išsklaidančioms jėgoms, mechaninė energija mažėja.
B) TIKRAS
ç) NETIESA - jei padidėja kinetinė energija, potenciali energija turi sumažėti, kad mechaninė energija liktų pastovi.
d) NETIESA - kinetinė energija yra mechaninės energijos dalis, susijusi su judesiu.
ir) NETIESA - šiuo atveju kinetinė energija sumažės dėl išsklaidančių jėgų.
Autorius Rafaelis Hellerbrockas
Fizikos mokytoja
