DE bevaringgirenergimekanikk er en av mekanikkens lover som stammer fra prinsippibevaringgirenergi. I henhold til loven om bevaring av mekanisk energi, når ingen avledende kraft virker på en kropp, all sin energi knyttet til bevegelse holdes konstant. Dette tilsvarer å si at kinetisk energi og energipotensiell av kroppen aldri forandres.
Å forstå loven om bevaring av mekanisk energi er viktig for å løse et stort antall situasjoner i fysikk som nærmer seg ideelle situasjoner, så dette er en av de mest etterspurte problemene i feltet gir Mekanikk i Enem-tester.
Se også: Trekkraft - forstå dette andre fysiske konseptet som er studert av Mekanikk
Hva er mekanisk energibesparelse?
DE bevaringgirenergimekanikk sier at all energien knyttet til kroppens bevegelse holdes konstant når ingen dissipative krefter, som friksjon og dragkrefter, virker på den.
Når vi sier at mekanisk energi er bevart, betyr dette at summen av energikinetikk med potensiell energier den samme til enhver tid og i enhver posisjon
. Med andre ord blir ingen deler av den mekaniske energien til et system transformert til andre former for energi, for eksempel Termisk energi.Gitt ovenstående, ifølge lov om bevaring av mekanisk energi, i et ikke-dissipativt system, kan vi si at de mekaniske energiene i to forskjellige posisjoner er like.
OGM - mekanisk energi
OGÇ - kinetisk energi
OGP - potensiell energi
For at vi bedre skal forstå begrepet bevaring av mekanisk energi, er det nødvendig å vite hva det er energikinetikk og energipotensiell, så vi vil kort forklare hvert av disse begrepene i de følgende emnene.
Kinetisk energi
DE energikinetikk er energien som finnes i enhver kropp som har en mengde bevegelse ikke null, det vil si så lenge kroppen har det pasta og hastighet, vil den være utstyrt med en viss mengde kinetisk energi.
DE energikinetikk er skalar storhet hvis enhet, i henhold til ssystem JegInternasjonale enheter, og joule (J). Den kinetiske energiformelen sier at denne energien er lik produktet av pasta (m) og torgetgirhastighet (v²) delt på 2.
m - pasta
v - hastighet
OGÇ - kinetisk energi
For å lære mer om denne energiformen, besøk vår spesifikke artikkel: Kinetisk energi.
Potensiell energi
DE energipotensiell det er en form for energi som kan lagres og som avhenger direkte av posisjon hvor en kropp er i forhold til et eller annet felt av styrke, slik som gravitasjonsfelt, elektrisk felt og magnetfelt.
DE energipotensiell kan bare akkumuleres i en kropp når den er utsatt for a styrkekonservative, det vil si en kraft som alltid bruker samme mengde energi til en kropp, uavhengig av hvilken vei som tas.
Et eksempel på konservativ styrke er styrke Vekt: hvis en kropp løftes mot virkningen av vektkraften fra bakken til en viss høyde, uavhengig av bane som denne kroppen har reist, vil den potensielle energigevinsten utelukkende avhenge av forskjellen mellom de to høyder.
Når det gjelder øvelser om bevaring av mekanisk energi, er det to vanligere typer potensiell energi: a gravitasjonspotensiell energi og elastisk potensiell energi. Gravitasjonspotensialenergi er energiformen i forhold til kroppens høyde i forhold til bakken. Det avhenger av kroppsmasse, av tyngdekraftsakselerasjon på plass og i høyden
g - tyngdekraft (m / s²)
H - høyde (m)
DEelastisk potensiell energier den som er relatert til deformasjon av noe objekt, som et strikk. For å beregne det tar man hensyn til hvor mye objektet var deformert (x), så vel som konstantelastisk av dette objektet (k), målt i NewtonperT-bane. Hvis et objekt har en elastisk konstant på 800 N / m, indikerer dette at denne gjenstanden påvirkes av en kraft på 800 N. for å bli deformert med en meter. Formelen som brukes til å beregne den elastiske potensielle energien er som følger:
For å lære mer om denne energiformen, besøk vår spesifikke artikkel: Energi potensiell.
mekanisk energi
DE mekanisk energi og summen av kinetisk og potensiell energi. Med andre ord, det er all energi som er relatert til kroppens bevegelse. Formelen for mekanisk energi er som følger:
Formel for mekanisk energibesparelse
Formelen for bevaring av mekanisk energi er slik at summen av kinetisk energi og potensiell energi er lik for alle punkter i et mekanisk system der ingen dissipative krefter virker.
OGCi og erJf -endelig og innledende kinetisk energi
OGCi og erFøderalt politi -endelig og innledende kinetisk energi
Selv om formelen ovenfor er generell og kan brukes i alle tilfeller der mekanisk energi hvis det er bevart, er det nødvendig å understreke at hvert tilfelle kan presentere en annen form for energi potensiell. Dermed er løsning av øvelser den beste måten å forstå de forskjellige sakene på.
Les også:Fritt fall - bedre forstå denne bevegelsen der det ikke er noen friksjonskraft
Løst øvelser om bevaring av mekanisk energi
Spørsmål 1 - En kropp med masse m = 2,0 kg hviler mot en fjær med en elastisk konstant lik 5000 N / m, komprimert med 2 cm (0,02 m). Forsømmelse av avledende krefter og basert på figuren, bestem høyden nådd kroppen etter at fjæren er frigitt, og merk riktig alternativ.
(Data: g = 10 m / s²)
a) 4 cm
b) 10 cm
c) 5 cm
d) 20 cm
e) 2 cm
Mal: bokstav C.
Vedtak:
For å løse øvelsen er det nødvendig å anvende loven om bevaring av mekanisk energi. I denne forstand ser vi at den opprinnelige mekaniske energien er rent elastisk potensial, og den endelige mekaniske energien er rent gravitasjonspotensial. På denne måten må vi gjøre følgende beregning:
Basert på den utviklede beregningen finner vi at kroppen stiger til en maksimal høyde på 5 cm, så det riktige alternativet er bokstaven C.
Spørsmål 2 - En kropp frigjøres fra resten av en rampe i en høyde av 4 m. Bestem hastigheten kroppen vil være når den er 2 m over bakken og angi riktig alternativ.
a) 2√10 m / s
b) 20 m / s
c) 4√10 m / s
d) 2√5 m / s
e) 3√2 m / s
Mal: bokstaven A.
Vedtak:
Vi må bruke loven om bevaring av mekanisk energi på de høyeste punktene og på høydepunktet lik 2 m. For å gjøre dette riktig, må vi huske at kroppen på det høyeste punktet var i ro, så all dens mekaniske energi ble uttrykt i form av gravitasjonspotensialenergi. På det punktet hvor høyden er lik 2 m, er det så mye energipotensiellgravitasjonhvor myeenergikinetikk. Legg merke til beregningen i følgende figur:
På slutten av beregningen ovenfor, da vi beregnet kvadratroten på 40, fakturerte vi tallet slik at resultatet ga 2√10, så det riktige alternativet er bokstaven A.
Av Rafael Hellerbrock
Fysikklærer
Kilde: Brasilskolen - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-conservacao-energia-mecanica.htm