saglabāšanadodenerģijamehānika ir viens no mehānikas likumiem, kas izriet principsiekšāsaglabāšanadodenerģija. Saskaņā ar mehāniskās enerģijas saglabāšanas likumu, ja tāda nav izkliedējošs spēks iedarbojas uz ķermeni, visa tā enerģija, kas saistīta ar kustību, tiek turēta nemainīga. Tas ir līdzvērtīgs apgalvojumam, ka kinētiskā enerģija un enerģijapotenciālu ķermeņa nekad nemainās.
Mehāniskās enerģijas saglabāšanas likuma izpratne ir būtiska, lai atrisinātu lielu skaitu fizikas situācijas, kas tuvojas ideālām situācijām, tāpēc tas ir viens no pieprasītākajiem jautājumiem šajā jomā dod Mehānika Enem testos.
Skatīt arī: Vilce - izprotiet šo citu fizisko jēdzienu, ko pēta Mehānika
Kas ir mehāniskā enerģijas saglabāšana?
saglabāšanadodenerģijamehānika nosaka, ka visa enerģija, kas saistīta ar ķermeņa kustību, tiek turēta nemainīga, ja uz to nedarbojas izkliedējoši spēki, piemēram, berzes un pretestības spēki.
Kad mēs sakām, ka mehāniskā enerģija ir konservēti, tas nozīmē, ka summa enerģijakinētika
Ar potenciālā enerģijair vienāds visu laiku un jebkurā pozīcijā. Citiem vārdiem sakot, neviena sistēmas mehāniskās enerģijas daļa netiek pārveidota citos enerģijas veidos, piemēram, Siltumenerģija.Ņemot vērā iepriekš minēto, saskaņā ar mehāniskās enerģijas saglabāšanas likums, nedisipējošā sistēmā mēs varam teikt, ka mehāniskās enerģijas divās atšķirīgās pozīcijās ir vienādas.
UNM - mehāniskā enerģija
UNÇ - kinētiskā enerģija
UNP - potenciālā enerģija
Lai mēs labāk izprastu mehāniskās enerģijas saglabāšanas jēdzienu, ir jāzina, kas tas ir enerģijakinētika un enerģijapotenciāls, tāpēc mēs īsi izskaidrosim katru no šiem jēdzieniem turpmākajās tēmās.
Kinētiskā enerģija
enerģijakinētika ir enerģija, kas atrodas jebkurā ķermenī, kuram ir a kustību apjoms nav nulle, tas ir, kamēr ķermenis ir makaroni un ātrums, tas tiks apveltīts ar noteiktu daudzumu kinētiskās enerģijas.
enerģijakinētika ir skalārais diženums kuras vienība saskaņā ar ssistēmā EsStarptautiskās vienībasun džouls (J). Kinētiskās enerģijas formula norāda, ka šī enerģija ir vienāda ar makaroni m) un kvadrātsdodātrums (v²) dalīts ar 2.
m - makaroni
v - ātrums
UNÇ - kinētiskā enerģija
Lai uzzinātu vairāk par šo enerģijas veidu, apmeklējiet mūsu konkrēto rakstu: Kinētiskā enerģija.
Potenciālā enerģija
enerģijapotenciālu tā ir enerģijas forma, kuru var uzglabāt un kas ir tieši atkarīga no enerģijas pozīciju kur ķermenis atrodas attiecībā pret kādu spēks, piemēram, gravitācijas lauks, elektriskais lauks un magnētiskais lauks.
enerģijapotenciālu var uzkrāties ķermenī tikai tad, kad to pakļauj a spēkskonservatīvs, tas ir, spēks, kas ķermenim vienmēr pielieto tādu pašu enerģijas daudzumu, neatkarīgi no tā, kādu ceļu gājis.
Konservatīvā spēka piemērs ir spēks Svars: ja ķermenis tiek pacelts pret spēka svaru no zemes uz noteiktu augstumu, neatkarīgi no tā trajektoriju, kuru ceļo šis ķermenis, potenciālais enerģijas pieaugums būs atkarīgs tikai no abu atšķirības augstumos.
Kad runa ir par mehāniskās enerģijas saglabāšanas vingrinājumiem, ir vēl divi izplatīti potenciālās enerģijas veidi: a gravitācijas potenciālā enerģija un elastīgā potenciālā enerģija. Gravitācijas potenciālā enerģija ir enerģijas forma attiecībā pret ķermeņa augstumu attiecībā pret zemi. Tas ir atkarīgs no ķermeņa masas, no gravitācijas paātrinājums vietā un augstumā
g - smagums (m / s²)
H - augstums (m)
elastīgā potenciālā enerģijair tas, kas saistīts ar deformācija kādu priekšmetu, piemēram, gumiju. Lai to aprēķinātu, jāņem vērā objekta lielums deformēts (x), kā arī nemainīgselastīgs šī objekta (k), mērot ņūtonsparmetro. Ja objekta elastīgā konstante ir 800 N / m, tas norāda, ka, lai deformētos par vienu metru, uz šo objektu iedarbojas 800 N spēks. Elastīgā potenciāla enerģijas aprēķināšanai izmantotā formula ir šāda:
Lai uzzinātu vairāk par šo enerģijas veidu, apmeklējiet mūsu konkrēto rakstu: Enerģija potenciālu.
mehāniskā enerģija
mehāniskā enerģija un kinētisko un potenciālo enerģiju summa. Citiem vārdiem sakot, visa enerģija ir saistīta ar ķermeņa kustību. Mehāniskās enerģijas formula ir šāda:
Mehāniskā enerģijas saglabāšanas formula
Mehāniskās enerģijas saglabāšanas formula ir tāda, ka kinētiskās enerģijas un potenciālās enerģijas summa ir vienāda visiem mehāniskās sistēmas punktiem, kuros nedarbojas izkliedējoši spēki.
UNCi un irSalīdzināt -galīgā un sākotnējā kinētiskā enerģija
UNCi un irFederālā policija -galīgā un sākotnējā kinētiskā enerģija
Lai gan iepriekš minētā formula ir vispārīga un to var piemērot jebkurā gadījumā, ja mehāniskā enerģija ja tas tiek saglabāts, ir jāuzsver, ka katrs gadījums var radīt atšķirīgu enerģijas veidu potenciālu. Tādējādi uzdevumu risināšana ir labākais veids, kā izprast dažādus gadījumus.
Lasiet arī:Brīvais kritiens - labāk izprotiet šo kustību, kur nav berzes spēka
Atrisināti vingrinājumi par mehāniskās enerģijas saglabāšanu
Jautājums 1 - Ķermenis ar masu m = 2,0 kg balstās uz atsperi ar elastīgu konstanti, kas vienāda ar 5000 N / m, saspiesta par 2 cm (0,02 m). Neņemot vērā izkliedējošos spēkus un, pamatojoties uz skaitli, nosakiet ķermeņa sasniegto augstumu pēc atsperes atbrīvošanas un atzīmējiet pareizo alternatīvu.
(Dati: g = 10 m / s²)
a) 4 cm
b) 10 cm
c) 5 cm
d) 20 cm
e) 2 cm
Veidne: burts C.
Izšķirtspēja:
Lai atrisinātu vingrinājumu, ir jāpiemēro mehāniskās enerģijas saglabāšanas likums. Šajā ziņā mēs redzam, ka sākotnējā mehāniskā enerģija ir tīri elastīgs potenciāls, un galīgā mehāniskā enerģija ir tīri gravitācijas potenciāls. Tādā veidā mums jāveic šāds aprēķins:
Pamatojoties uz izstrādāto aprēķinu, mēs atklājam, ka ķermenis paceļas līdz maksimālajam 5 cm augstumam, tāpēc pareizā alternatīva ir burts C.
2. jautājums - Ķermenis tiek atbrīvots no pārējās rampas 4 m augstumā. Nosakiet ātrumu, kādā ķermenis atradīsies, kad tas atrodas 2 m virs zemes, un norādiet pareizo alternatīvu.
a) 2√10 m / s
b) 20 m / s
c) 4√10 m / s
d) 2√5 m / s
e) 3√2 m / s
Veidne: burts a.
Izšķirtspēja:
Mums jāpiemēro mehāniskās enerģijas saglabāšanas likums augstākajos punktos un 2 m augstuma punktā. Lai to izdarītu pareizi, mums jāatceras, ka augstākajā punktā ķermenis bija miera stāvoklī, tāpēc visa tā mehāniskā enerģija tika izteikta gravitācijas potenciālās enerģijas formā. Vietā, kur augstums ir vienāds ar 2 m, ir tik daudz enerģijapotenciālugravitācijascik daudzenerģijakinētika. Ievērojiet aprēķinu šādā attēlā:
Iepriekšminētā aprēķina beigās, aprēķinot kvadrātsakni 40, mēs aprēķinājām skaitli tā, lai rezultāts būtu 2√10, tāpēc pareizā alternatīva ir burts A.
Autors Rafaels Hellerbroks
Fizikas skolotājs
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-conservacao-energia-mecanica.htm
