Enerģijamehānika ir fiziskais daudzums kāpt, ko mēra džoulos, saskaņā ar SI. Tā ir fiziskās sistēmas kinētisko un potenciālo enerģiju summa. Konservatīvās sistēmās, tas ir, bez berze, mehāniskā enerģija paliek nemainīga.
Skatīt arī:Elektrostatika: kas ir elektriskais lādiņš, elektrifikācija, statiskais un citi jēdzieni
Ievads mehāniskajā enerģijā
Kad daļiņa ar masu kustasbrīvi caur kosmosu, noteikti ātrums un neciešot spēks daži, mēs sakām, ka tas nes sev līdzi daudzumu tīra enerģijakinētika. Tomēr, ja šī daļiņa sāk kaut kādu mijiedarbību (gravitācijas, elektrisks, piemēram, magnētisks vai elastīgs), mēs sakām, ka tam ir arī enerģijapotenciālu.
Tāpēc potenciālā enerģija ir enerģijas veids, ko var uzglabāt vai uzglabāt; savukārt kinētiskā enerģija ir attiecība pret daļiņas ātrumu.
Tagad, kad mēs esam definējuši kinētiskās enerģijas un potenciālās enerģijas jēdzienus, mēs varam skaidrāk saprast, kas ir mehāniskā enerģija: tas ir enerģijas kopums, kas saistīts ar ķermeņa kustības stāvokli.
Skatīt arī: Elementi, formulas un galvenie jēdzieni, kas saistīti ar elektriskajām ķēdēm
Mehāniskās enerģijas formulas
Formula enerģijakinētika, kas attiecas uz makaroni m) un ātrums (v) ķermeņa, tas ir tas, pārbaudiet:
UNÇ - kinētiskā enerģija
m - makaroni
v - ātrums
P - kustību apjoms
enerģijapotenciāls, savukārt tas pastāv dažādās formās. Tomēr visizplatītākās ir gravitācijas un elastības potenciālās enerģijas, kuru formulas ir parādītas zemāk:
k - elastīgā konstante (N / m)
x - deformācija
Kamēr gravitācijas potenciālā enerģija, kā norāda tā nosaukums, ir saistīts ar vietējo gravitāciju un augstumu, kādā ķermenis atrodas attiecībā pret zemi, enerģijapotenciāluelastīgs tas rodas, kad tiek deformēts kāds elastīgs korpuss, tāpat kā tad, kad mēs izstiepjam gumiju.
Šajā piemērā visa potenciālā enerģija tiek “uzkrāta” gumijas joslā, un tai var piekļūt vēlāk. Lai to izdarītu, vienkārši atlaidiet sloksni tā, lai visa elastīgā potenciālā enerģija tiktu pārveidota par kinētisko enerģiju.
Tiek saukta šo divu enerģijas formu - kinētiskās un potenciālās - summa mehāniskā enerģija:
UNM - mehāniskā enerģija
UNÇ - kinētiskā enerģija
UNP - potenciālā enerģija
Mehāniskās enerģijas saglabāšana
enerģijas saglabāšana ir viens no fizika. Pēc viņa teiktā, kopējais enerģijas daudzums sistēmā ir jāsaglabā. Citiem vārdiem sakot, enerģija nekad netiek zaudētavaiizveidots, bet gan pārveidoti dažādās formās.
Protams, mehāniskās enerģijas saglabāšanas princips izriet no enerģijas taupīšanas principa. Mēs sakām, ka tiek saglabāta mehāniskā enerģija kad tādu navizkliedējošie spēki, piemēram, berze vai gaisa pretestība, kas spēj to pārveidot citos enerģijas veidos, piemēram, termiskā.
izbraukšana piemēri:
Kad smagā kaste slīd pāri berzes rampai, daļa no kastes kinētiskā enerģija tiek izkliedēta, un tad nedaudz cieš saskarne starp lodziņu un rampu pieaugums temperatūra: It kā kastes kinētiskā enerģija tiek pārnesta uz atomiem saskarnē, liekot tiem arvien vairāk svārstīties. Tas pats notiek, kad mēs uzkāpjam uz automašīnas bremzes: bremžu disks kļūst arvien karstāks, līdz automašīna pilnībā apstājas.
Skatīt arī:Kas ir berzes spēks? Pārbaudiet mūsu domu karti
Iekšā ideāla situācija, kur kustība notiek bez jebkādu izkliedējošu spēku iedarbības, tiks saglabāta mehāniskā enerģija. Iedomājieties situāciju, kad ķermenis brīvi šūpojas bez jebkādas berzes ar gaisu. Šajā situācijā divi punkti A un B attiecībā pret svārsta stāvokli seko šīm attiecībām:
UNSLIKTI - Mehāniskā enerģija punktā A
UNMB - Mehāniskā enerģija B punktā
UNŠEIT - Kinētiskā enerģija punktā A
UNCB - kinētiskā enerģija punktā B
UNPAN - Potenciālā enerģija punktā A
UNPB - Potenciālā enerģija punktā B
Ņemot vērā divas ideālas, berzes nesaturošas fiziskās sistēmas pozīcijas, mehāniskā enerģija punktā A un mehāniskā enerģija punktā B būs vienāda pēc lieluma. Tomēr ir iespējams, ka dažādās šīs sistēmas daļās kinētiskā un potenciālā enerģija maina mērījumus tā, ka to summa paliek nemainīga.
Skatīt arī: Ņūtona 1., 2. un 3. likums - ievads, domu karte un vingrinājumi
Mehāniskās enerģijas vingrinājumi
Jautājums 1) 1500 kg smags kravas automobilis pārvietojas ar ātrumu 10 m / s pa 10 m viaduktu, kas uzbūvēts virs noslogotas avēnijas. Nosakiet kravas automašīnas mehāniskās enerģijas moduli attiecībā pret avēniju.
Dati: 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
Veidne: D burts
Izšķirtspēja:
Lai aprēķinātu kravas automašīnas mehānisko enerģiju, mēs pievienosim kinētisko enerģiju ar gravitācijas potenciālo enerģiju, ievērojiet:
Pamatojoties uz iepriekšminēto aprēķinu, mēs noskaidrojām, ka šī kravas automobiļa mehāniskā enerģija attiecībā pret avēnijas grīdu ir vienāda ar 2,25,105 J, tāpēc pareizā atbilde ir d burts.
2. jautājums) 10 000 l kubiskā ūdens tvertne ir piepildīta uz pusi no kopējās tilpuma un novietota 15 m virs zemes. Nosakiet šīs ūdens tvertnes mehānisko enerģiju.
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
Veidne: Vēstule a
Izšķirtspēja:
Kad ūdens tvertne ir piepildīta līdz pusei tās tilpuma un zinot, ka 1 l ūdens atbilst 1 kg masai, mēs aprēķināsim ūdens tvertnes mehānisko enerģiju. Tādējādi ir svarīgi apzināties, ka miera stāvoklī ķermeņa kinētiskā enerģija ir vienāda ar 0, un tāpēc tā mehāniskā enerģija būs vienāda ar tā potenciālo enerģiju.
Saskaņā ar iegūto rezultātu pareizā alternatīva ir burts a.
3. jautājums Attiecībā uz konservatīvās sistēmas mehānisko enerģiju, kurā nav izkliedējošu spēku, pārbaudiet alternatīvu pareizi:
a) Berzes vai citu izkliedējošu spēku klātbūtnē kustīgā ķermeņa mehāniskā enerģija palielinās.
b) Ķermeņa mehāniskā enerģija, kas pārvietojas bez jebkādiem izkliedējošiem spēkiem, paliek nemainīga.
c) Lai ķermeņa mehāniskā enerģija paliktu nemainīga, ir nepieciešams, lai, palielinoties kinētiskajai enerģijai, notiktu arī potenciālās enerģijas pieaugums.
d) Potenciālā enerģija ir mehāniskās enerģijas daļa, kas saistīta ar ķermeņa kustības ātrumu.
e) Ķermeņa kinētiskā enerģija, kas pārvietojas bez jebkādiem izkliedējošiem spēkiem, paliek nemainīga.
Veidne: Burts B
Izšķirtspēja:
Apskatīsim alternatīvas:
) FALSE - izkliedējošu spēku klātbūtnē mehāniskā enerģija samazinās.
B) ĪSTS
ç) FALSE - ja palielinās kinētiskā enerģija, potenciālajai enerģijai jāsamazinās, lai mehāniskā enerģija paliktu nemainīga.
d) FALSE - kinētiskā enerģija ir mehāniskās enerģijas daļa, kas saistīta ar kustību.
un) FALSE - šajā gadījumā kinētiskā enerģija samazināsies izkliedējošo spēku dēļ.
Autors Rafaels Hellerbroks
Fizikas skolotājs
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-mecanica.htm
