Energimekanikk er fysisk mengde klatre, målt i joule, ifølge SI. Det er summen av kinetiske og potensielle energier i et fysisk system. I konservative systemer, altså uten friksjonforblir den mekaniske energien konstant.
Se også:Elektrostatikk: hva er elektrisk ladning, elektrifisering, statiske og andre konsepter
Introduksjon til mekanisk energi
Når en partikkel med masse beveger segfritt helt sikkert hastighet og uten å lide handlingen av styrke noen, vi sier at den har en mengde på ren energikinetikk. Imidlertid, hvis denne partikkelen begynner å gjennomgå en slags interaksjon (gravitasjon, elektrisk, magnetisk eller elastisk, for eksempel), sier vi at den også har en energipotensiell.
Potensiell energi er derfor en form for energi som kan lagres eller lagres; mens kinetisk energi er den relativt til partikkelens hastighet.
Nå som vi har definert begrepene kinetisk energi og potensiell energi, kan vi forstå mer tydelig hva mekanisk energi handler om: det er total energi relatert til kroppens bevegelsestilstand.
Se også: Elementer, formler og hovedkonsepter knyttet til elektriske kretser
Mekaniske energiformler
Formelen for energikinetikk, som er relatert til pasta (m) og hastighet (v) av kroppen, dette er det, sjekk:
OGÇ - kinetisk energi
m - pasta
v - hastighet
P - mengde bevegelse
DE energipotensiell, i sin tur eksisterer den i forskjellige former. De vanligste er imidlertid gravitasjons- og elastiske potensielle energier, hvis formler er vist nedenfor:
k - elastisk konstant (N / m)
x - deformasjon
Mens gravitasjonspotensiell energi, som navnet antyder, er relatert til den lokale tyngdekraften og høyden som kroppen er i forhold til bakken, den energipotensiellelastisk det oppstår når en eller annen elastisk kropp blir deformert, som når vi strekker et strikk.
I dette eksemplet blir all potensiell energi “lagret” i gummibåndet og kan nås senere. For å gjøre det, er det bare å slippe stripen slik at all den elastiske potensielle energien blir transformert til kinetisk energi.
Summen av disse to energiformene - kinetisk og potensielt - kalles mekanisk energi:
OGM - mekanisk energi
OGÇ - kinetisk energi
OGP - potensiell energi
Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)
Bevaring av mekanisk energi
DE Energi konservering er et av prinsippene for fysikk. Ifølge ham må den totale energimengden i et system bevares. Med andre ord, energi går aldri taptelleropprettet, men snarere omgjort til forskjellige former.
Selvfølgelig, den prinsippet om bevaring av mekanisk energi stammer fra prinsippet om energibesparelse. Vi sier at mekanisk energi er bevart når det ikke er noenavledende krefter, som friksjon eller luftmotstand, som er i stand til å transformere den til andre former for energi, for eksempel termisk.
Sjekk ut eksempler:
Når en tung boks glir over en friksjonsrampe, er en del av boksenes kinetiske energi blir spredt, og deretter lider grensesnittet mellom boksen og rampen litt økning av temperatur: Det er som om kinetisk energi i boksen overføres til atomene ved grensesnittet, og får dem til å svinge mer og mer. Det samme skjer når vi tråkker på bremsen til en bil: bremseskiven blir varmere og varmere, til bilen stopper helt.
Se også:Hva er friksjonskraft? Sjekk ut tankekartet vårt
I en ideell situasjonhvori bevegelse skjer uten handling fra noen avledende krefter, mekanisk energi vil bli bevart. Tenk deg en situasjon der en kropp svinger fritt uten friksjon med luften. I denne situasjonen følger to punkter A og B, i forhold til posisjonen til pendelen, dette forholdet:
OGDÅRLIG - Mekanisk energi ved punkt A
OGMB - Mekanisk energi ved punkt B
OGHER - Kinetisk energi ved punkt A
OGCB - Kinetisk energi ved punkt B
OGPANNE - Potensiell energi ved punkt A
OGPB - Potensiell energi ved punkt B
Gitt to posisjoner av et ideelt, friksjonsfritt fysisk system, vil den mekaniske energien ved punkt A og den mekaniske energien ved punkt B være lik i størrelse. Imidlertid er det mulig at kinetiske og potensielle energier i forskjellige deler av dette systemet endrer måling slik at summen forblir den samme.
Se også: Newtons første, andre og tredje lov - introduksjon, tankekart og øvelser
Øvelser på mekanisk energi
Spørsmål 1) En lastebil på 1500 kg kjører 10 m / s over en 10 m viadukt, bygget over en travel allé. Bestem modulen til truckens mekaniske energi i forhold til alléen.
Data: g = 10 m / s²
a) 1.25.104 J
b) 7,25.105 J
c) 1,5105 J
d) 2.25.105 J
e) 9.3.103 J
Mal: Bokstav D
Vedtak:
For å beregne den mekaniske energien til lastebilen, legger vi til kinetisk energi med gravitasjonspotensialenergien, observer:
Basert på beregningen ovenfor, fant vi at den mekaniske energien til denne lastebilen i forhold til gulvet i alléen er lik 2.25.105 J, derfor er det riktige svaret bokstaven d.
Spørsmål 2) En kubikk vanntank på 10 000 l fylles til halvparten av det totale volumet og plasseres 15 m over bakken. Bestem den mekaniske energien til denne vanntanken.
a) 7.5.105 J
b) 1.5.105 J
c) 1.5.106 J
d) 7.5.103 J
e) 5.0.102 J
Mal: Bokstaven A
Vedtak:
Når vanntanken er fylt opp til halvparten av sitt volum og vet at 1 liter vann tilsvarer en masse på 1 kg, beregner vi den mekaniske energien til vanntanken. Dermed er det viktig å innse at når den er i ro, er kroppens kinetiske energi lik 0, og derfor vil dens mekaniske energi være lik dens potensielle energi.
I følge resultatet oppnådd, er det riktige alternativet bokstaven A.
Spørsmål 3) Når det gjelder den mekaniske energien til et konservativt system, uten dissipative krefter, sjekk alternativet riktig:
a) I nærvær av friksjon eller andre avledende krefter øker den mekaniske energien til et legeme som beveger seg.
b) Den mekaniske energien til et legeme som beveger seg fritt fra virkningen til eventuelle avledende krefter forblir konstant.
c) For at kroppens mekaniske energi skal forbli konstant, er det nødvendig at når det er en økning i kinetisk energi, er det også en økning i potensiell energi.
d) Potensiell energi er den delen av mekanisk energi relatert til hastigheten kroppen beveger seg på.
e) Den kinetiske energien til et legeme som beveger seg fritt fra virkningen av eventuelle dissipative krefter forblir konstant.
Mal: Bokstav B
Vedtak:
La oss se på alternativene:
De) FALSK - i nærvær av avledende krefter, reduseres den mekaniske energien.
B) EKTE
ç) FALSK - hvis det er en økning i kinetisk energi, må den potensielle energien reduseres, slik at den mekaniske energien forblir konstant.
d) FALSK - kinetisk energi er den delen av mekanisk energi relatert til bevegelse.
og) FALSK - i dette tilfellet vil den kinetiske energien reduseres på grunn av dissipative krefter.
Av Rafael Hellerbrock
Fysikklærer
