Energiemechanika je fyzikálna veličina vyliezť, merané v jouloch, podľa SI. Je to ekvivalent súčtu kinetických a potenciálnych energií fyzikálneho systému. V konzervatívnych systémoch, teda bez trenie, mechanická energia zostáva konštantná.
Pozri tiež:Elektrostatika: čo je elektrický náboj, elektrifikácia, statické a iné pojmy
Úvod do mechanickej energie
Keď častica s hmot pohybyslobodne vesmírom, určite rýchlosť a bez toho, aby utrpel akciu sila niektoré, hovoríme, že so sebou nesie množstvo čistá energiakinetika. Ak však táto častica začne podstupovať istý druh interakcie (gravitačné, elektrický, napríklad magnetické alebo elastické), hovoríme, že má aj a energiepotenciál.
Potenciálna energia je preto forma energie, ktorú možno uložiť alebo uložiť; zatiaľ čo kinetická energia je taká vo vzťahu k rýchlosti častice.
Teraz, keď sme definovali pojmy kinetická energia a potenciálna energia, môžeme jasnejšie pochopiť, o čom je mechanická energia: je to celková energia súvisiaca so stavom pohybu tela.
Pozri tiež: Prvky, vzorce a hlavné pojmy súvisiace s elektrickými obvodmi
Vzorce mechanickej energie
Vzorec energiekinetika, ktorý sa týka cestoviny (m) a rýchlosť v) tela, to je ono, skontrolujte:
AÇ - Kinetická energia
m - cestoviny
v - rýchlosť
P - množstvo pohybu
THE energiepotenciál, na druhej strane existuje v rôznych formách. Najbežnejšie sú však gravitačné a elastické potenciálne energie, ktorých vzorce sú uvedené nižšie:
k - elastická konštanta (N / m)
X - deformácia
Kým gravitačná potenciálna energia, ako to naznačuje jeho názov, súvisí s miestnou gravitáciou a výškou, v ktorej je teleso vo vzťahu k zemi, energiepotenciálelastické vzniká, keď sa deformuje nejaké elastické telo, ako keď natiahneme gumičku.
V tomto príklade je všetka potenciálna energia „uložená“ v gumičke a je k nej možné získať prístup neskôr. Uvoľnite prúžok, aby sa všetka elastická potenciálna energia premenila na kinetickú energiu.
Súčet týchto dvoch foriem energie - kinetickej a potenciálnej - sa nazýva mechanická energia:
AM - mechanická energia
AÇ - Kinetická energia
AP - potenciálna energia
Úspora mechanickej energie
THE uchovávanie energie je jedným z princípov fyzika. Podľa neho musí byť zachované celkové množstvo energie v systéme. Inými slovami, energia sa nikdy nestratíalebovytvorené, ale skôr prevedené do rôznych podôb.
Samozrejme, že princíp zachovania mechanickej energie vychádza zo zásady úspory energie. Hovoríme, že mechanická energia sa zachováva sama keď žiadne nie súdisipatívne sily, ako je trenie alebo odpor vzduchu, schopné transformovať ho na iné formy energie, ako napr termálny.
odhlásiť sa príklady:
Keď sa ťažká skrinka skĺzne po trecej rampe, časť kinetická energia skrinky je rozptýlená, a potom rozhranie medzi boxom a rampou trochu trpí nárast o teplota: Je to, akoby sa kinetická energia skrinky prenášala na atómy na rozhraní, čo spôsobovalo ich ďalšie a ďalšie kmitanie. To isté sa stane, keď šliapneme na brzdu automobilu: brzdový kotúč je čoraz teplejší, až kým sa auto úplne nezastaví.
Pozri tiež:Čo je trecia sila? Prezrite si našu myšlienkovú mapu
V ideálna situácia, kde pohyb nastáva bez pôsobenia akýchkoľvek disipatívnych síl, mechanická energia sa zachová. Predstavte si situáciu, keď sa telo voľne hojdá bez akýchkoľvek trení so vzduchom. V tejto situácii sa dva body A a B vzhľadom na polohu kyvadla riadia týmto vzťahom:
AZLÉ - Mechanická energia v bode A
AMB - Mechanická energia v bode B
ATU - Kinetická energia v bode A
ACB - Kinetická energia v bode B
APAN - Potenciálna energia v bode A
APB - Potenciálna energia v bode B
Pri daných dvoch polohách ideálneho fyzického systému bez trenia bude mechanická energia v bode A a mechanická energia v bode B rovnaká. Je však možné, že v rôznych častiach tohto systému mení kinetická a potenciálna energia meranie tak, aby ich súčet zostal rovnaký.
Pozri tiež: Newtonov 1., 2. a 3. zákon - úvod, myšlienková mapa a cvičenia
Cvičenie na mechanickú energiu
Otázka 1) Nákladné auto s hmotnosťou 1 500 kg cestuje rýchlosťou 10 m / s cez 10 m viadukt postavený nad rušnou avenue. Určte modul mechanickej energie vozidla vo vzťahu k avenue.
Údaje: 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
Šablóna: Písmeno D
Rozhodnutie:
Na výpočet mechanickej energie vozidla pridáme kinetickú energiu s gravitačnou potenciálnou energiou, pozorujeme:
Na základe vyššie uvedeného výpočtu sme zistili, že mechanická energia tohto vozíka vo vzťahu k podlahe ulice je rovná 2,25.105 J, preto je správnou odpoveďou písmeno d.
Otázka 2) Cisterna na kubickú vodu, 10 000 l, je naplnená na polovicu svojho celkového objemu a umiestnená 15 m nad zemou. Určte mechanickú energiu tejto nádrže na vodu.
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
Šablóna: Písmeno A
Rozhodnutie:
Keď je nádrž na vodu naplnená na polovicu svojho objemu a vediac, že 1 l vody zodpovedá hmotnosti 1 kg, vypočítame mechanickú energiu nádrže na vodu. Je preto dôležité si uvedomiť, že v pokoji je kinetická energia tela rovná 0, a preto sa jeho mechanická energia bude rovnať potenciálnej energii.
Podľa získaného výsledku je správnou alternatívou písmeno A.
Otázka 3) Pokiaľ ide o mechanickú energiu konzervatívneho systému bez disipatívnych síl, skontrolujte alternatívu správne:
a) V prítomnosti trenia alebo iných disipatívnych síl sa zvyšuje mechanická energia pohybujúceho sa telesa.
b) Mechanická energia telesa, ktoré sa pohybuje bez pôsobenia akýchkoľvek disipatívnych síl, zostáva konštantná.
c) Aby mechanická energia tela zostala konštantná, je potrebné, aby pri zvýšení kinetickej energie došlo aj k zvýšeniu potenciálnej energie.
d) Potenciálna energia je časť mechanickej energie súvisiaca s rýchlosťou, akou sa pohybuje telo.
e) Kinetická energia telesa, ktoré sa pohybuje bez pôsobenia akýchkoľvek disipatívnych síl, zostáva konštantná.
Šablóna: Písmeno B
Rozhodnutie:
Pozrime sa na alternatívy:
) FALSE - za prítomnosti disipatívnych síl klesá mechanická energia.
B) REÁLNY
ç) FALSE - ak dôjde k zvýšeniu kinetickej energie, musí sa potenciálna energia zmenšiť, aby mechanická energia zostala konštantná.
d) FALSE - kinetická energia je časť mechanickej energie súvisiacej s pohybom.
a) FALSE - v tomto prípade sa kinetická energia zníži v dôsledku disipatívnych síl.
Autor: Rafael Hellerbrock
Učiteľ fyziky
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-mecanica.htm