Energiemecanica este cantitate fizica a urca, măsurat în jouli, conform SI. Este echivalent cu suma energiilor cinetice și potențiale ale unui sistem fizic. În sistemele conservatoare, adică fără frecare, energia mecanică rămâne constantă.
Vezi și:Electrostatică: ce înseamnă sarcină electrică, electrificare, static și alte concepte
Introducere în energia mecanică
Când o particulă cu masă mișcăriîn mod liber prin spațiu, cu siguranță viteză și fără a suferi acțiunea de putere unii, spunem că poartă cu sine o cantitate de energie puracinetica. Cu toate acestea, dacă această particulă începe să sufere un fel de interacțiune (gravitațional, electric, magnetic sau elastic, de exemplu), spunem că are și un energiepotenţial.
Energia potențială este deci o formă de energie care poate fi stocată sau stocată; în timp ce energia cinetică este cea relativă la viteza particulei.
Acum că am definit conceptele de energie cinetică și energie potențială, putem înțelege mai clar despre ce este vorba despre energia mecanică: este totalitatea energiei legate de starea de mișcare a unui corp.
Vezi și: Elemente, formule și concepte principale legate de circuitele electrice
Formule de energie mecanică
Formula lui energiecinetica, care se referă la Paste (m) și viteză (v) a corpului, acesta este, verificați:
ȘIÇ - energie kinetică
m - Paste
v - viteză
P - cantitatea de mișcare
THE energiepotenţial, la rândul său, există sub diferite forme. Cu toate acestea, cele mai frecvente sunt energiile potențiale gravitaționale și elastice, ale căror formule sunt prezentate mai jos:
k - constanta elastica (N / m)
X - deformare
In timp ce energia potențială gravitațională, așa cum sugerează și numele său, este legat de gravitația locală și de înălțimea la care se află un corp în raport cu solul energiepotenţialelastic apare atunci când un corp elastic este deformat, ca atunci când întindem o bandă de cauciuc.
În acest exemplu, toată energia potențială este „stocată” în banda de cauciuc și poate fi accesată ulterior. Pentru a face acest lucru, eliberați banda, astfel încât toată energia potențială elastică să fie transformată în energie cinetică.
Suma acestor două forme de energie - cinetică și potențială - se numește energie mecanică:
ȘIM - energie mecanică
ȘIÇ - energie kinetică
ȘIP - energie potențială
Conservarea energiei mecanice
THE conservarea Energiei este unul dintre principiile fizică. Potrivit acestuia, cantitatea totală de energie dintr-un sistem trebuie conservată. Cu alte cuvinte, energia nu se pierde niciodatăsaucreată, ci mai degrabă transformat în diferite forme.
Desigur, principiul conservării energiei mecanice derivă din principiul conservării energiei. Spunem că energia mecanică se conservă când nu existăforțe disipative, cum ar fi fricțiunea sau tragerea aerului, capabilă să-l transforme în alte forme de energie, cum ar fi termic.
verifică exemple:
Când o cutie grea alunecă peste o rampă de frecare, o parte din energia cinetică a cutiei este disipată, iar apoi interfața dintre cutie și rampă suferă puțin creșterea temperatura: Este ca și cum energia cinetică a cutiei este transferată către atomii de la interfață, determinându-i să oscileze din ce în ce mai mult. La fel se întâmplă și atunci când călcăm frâna unei mașini: discul de frână devine din ce în ce mai fierbinte, până când mașina se oprește complet.
Vezi și:Ce este forța de frecare? Consultați harta noastră mentală
Într-o situație ideală, în care mișcarea are loc fără acțiunea unor forțe disipative, energia mecanică va fi conservată. Imaginați-vă o situație în care un corp leagănă liber, fără nici o frecare cu aerul. În această situație, două puncte A și B, relativ la poziția pendulului, urmează această relație:
ȘIRĂU - Energia mecanică în punctul A
ȘIMB - Energia mecanică în punctul B
ȘIAICI - Energia cinetică în punctul A
ȘICB - Energia cinetică în punctul B
ȘITIGAIE - Energia potențială în punctul A
ȘIPB - Energia potențială în punctul B
Având în vedere două poziții ale unui sistem fizic ideal, fără frecare, energia mecanică din punctul A și energia mecanică din punctul B vor fi egale în mărime. Cu toate acestea, este posibil ca, în diferite părți ale acestui sistem, energiile cinetice și potențiale să schimbe măsurarea astfel încât suma lor să rămână aceeași.
Vezi și: 1, 2 și 3 legi ale lui Newton - Introducere, hartă mentală și exerciții
Exerciții de energie mecanică
Intrebarea 1) Un camion de 1500 kg circulă cu 10 m / s pe un viaduct de 10 m, construit deasupra unui bulevard aglomerat. Determinați modulul energiei mecanice a camionului în raport cu bulevardul.
Date: 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
Șablon: Litera D
Rezoluţie:
Pentru a calcula energia mecanică a camionului, vom adăuga energia cinetică cu energia potențială gravitațională, observăm:
Pe baza calculului de mai sus, am constatat că energia mecanică a acestui camion în raport cu podeaua bulevardului este egală cu 2,25,10.5 J, prin urmare, răspunsul corect este litera d.
Intrebarea 2) Un rezervor de apă cubică, 10.000 l, este umplut la jumătate din volumul său total și poziționat la 15 m deasupra solului. Determinați energia mecanică a acestui rezervor de apă.
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
Șablon: Litera a
Rezoluţie:
Odată ce rezervorul de apă este umplut la jumătate din volumul său și știind că 1 l de apă corespunde unei mase de 1 kg, vom calcula energia mecanică a rezervorului de apă. Astfel, este important să ne dăm seama că, atunci când este în repaus, energia cinetică a corpului este egală cu 0 și, prin urmare, energia sa mecanică va fi egală cu energia sa potențială.
Conform rezultatului obținut, alternativa corectă este litera a.
Întrebarea 3) În ceea ce privește energia mecanică a unui sistem conservator, lipsit de forțe disipative, verificați alternativa corect:
a) În prezența fricțiunii sau a altor forțe disipative, energia mecanică a unui corp în mișcare crește.
b) Energia mecanică a unui corp care se mișcă liber de acțiunea oricărei forțe disipative rămâne constantă.
c) Pentru ca energia mecanică a unui corp să rămână constantă, este necesar ca, atunci când există o creștere a energiei cinetice, să existe și o creștere a energiei potențiale.
d) Energia potențială este partea energiei mecanice legată de viteza cu care se mișcă corpul.
e) Energia cinetică a unui corp care se mișcă liber de acțiunea oricărei forțe disipative rămâne constantă.
Șablon: Litera B
Rezoluţie:
Să analizăm alternativele:
) FALS - în prezența forțelor disipative, energia mecanică scade.
B) REAL
ç) FALS - dacă există o creștere a energiei cinetice, energia potențială trebuie să scadă, astfel încât energia mecanică să rămână constantă.
d) FALS - energia cinetică este partea energiei mecanice legată de mișcare.
și) FALS - în acest caz, energia cinetică va scădea din cauza forțelor disipative.
De Rafael Hellerbrock
Profesor de fizică
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-mecanica.htm
