Очување механичке енергије: шта је то, вежбе

ТХЕ конзервацијадајеенергијемеханика је један од закона механике који проистичу из принципуконзервацијадајеенергије. Према закону о очувању механичке енергије, када ниједна расипајућа сила делује на тело, сва његова енергија везана за кретање одржава се константном. Ово је еквивалентно казивању да кинетичке енергије и енергијепотенцијал тела никада се не мењају.

Разумевање закона очувања механичке енергије је од суштинског значаја за решавање великог броја Физичке ситуације које се приближавају идеалним ситуацијама, па је ово једно од најтраженијих питања на терену даје Механика у Енем тестовима.

Погледајте такође: Вуча - разумејте овај други физички концепт који је проучавала Механика

Шта је механичко очување енергије?

ТХЕ конзервацијадајеенергијемеханика наводи да се сва енергија везана за кретање тела одржава константном када на њу не делују силе расипања, попут сила трења и вуче.

Када кажемо да је механичка енергија конзервирано, то значи да је збир енергијекинетика са потенцијална енергија

је исти у сваком тренутку и у било ком положају. Другим речима, ниједан део механичке енергије система не трансформише се у друге облике енергије, као што је Топлотна енергија.

С обзиром на горе наведено, према закон очувања механичке енергије, у не-дисипативном систему, можемо рећи да су механичке енергије у два различита положаја једнаке.

И_М. - механичка енергија

И_Ц - кинетичке енергије

И_П. - потенцијална енергија

Да бисмо боље разумели концепт очувања механичке енергије, неопходно је знати шта је то енергијекинетика и енергијепотенцијал, па ћемо у следећим темама укратко објаснити сваки од ових концепата.

Према уштеди енергије, механичка енергија аутомобила на слици је константна у свим тачкама.

Кинетичке енергије

ТХЕ енергијекинетика је енергија садржана у било ком телу које има а количина кретања не нулл, односно све док тело има тестенина и брзина, биће обдарена извесном количином кинетичке енергије.

ТХЕ енергијекинетика је скаларна величина чија јединица према ссистем ЈаМеђународне јединице, и џул (Ј). Формула за кинетичку енергију каже да је та енергија једнака производу тестенина (м) и квадратдајебрзина (в²) подељено са 2.

м - тестенина

в - брзина

И_Ц - кинетичке енергије

Да бисте сазнали више о овом облику енергије, посетите наш одређени чланак: Кинетичке енергије.

Потенцијална енергија

ТХЕ енергијепотенцијал то је облик енергије који се може складиштити и који директно зависи од положај где је тело у односу на неко поље од снаге, као што је гравитационо поље, електрично поље и магнетно поље.

ТХЕ енергијепотенцијал може се акумулирати у телу само када је подложно деловању а снагеконзервативни, односно сила која на тело увек примењује једнаку количину енергије, без обзира на пређени пут.

Пример конзервативне силе је снаге Тежина: ако је тело подигнуто против дејства сила силе са земље на одређену висину, без обзира на путања коју пређе ово тело, потенцијални добитак енергије зависиће искључиво од разлике између њих висине.

Када су у питању вежбе за очување механичке енергије, постоје још две уобичајене врсте потенцијалне енергије: а гравитациона потенцијална енергија и еластична потенцијална енергија. Гравитациона потенцијална енергија је облик енергије у односу на висину тела у односу на земљу. Зависи од телесне масе, од убрзање гравитације на месту и у висини

г - гравитација (м / с²)

Х. - висина (м)

ТХЕеластична потенцијална енергијаје она везана за деформација неког предмета, попут гумене траке. Да би се израчунао, узима се у обзир колика је била количина предмета деформисан (к), као и константанеластичан овог објекта (к), мерено у невтонперМетро. Ако предмет има еластичну константу од 800 Н / м, то указује на то да на овај објекат деформише један метар сила од 800 Н. Формула која се користи за израчунавање еластичне потенцијалне енергије је следећа:

Да бисте сазнали више о овом облику енергије, посетите наш одређени чланак: Енергија потенцијал.

механичка енергија

ТХЕ механичка енергија и збир кинетичке и потенцијалне енергије. Другим речима, сва енергија је повезана са кретањем тела. Формула за механичку енергију је следећа:

Формула за очување механичке енергије

Формула за очување механичке енергије је таква да је збир кинетичке енергије и потенцијалне енергије једнак за све тачке у механичком систему у којима не делују дисипативне силе.

И_Ци и_{Цф -}коначна и почетна кинетичка енергија

И_Ци и_{Савезна полиција -}коначна и почетна кинетичка енергија

Иако је горња формула општа и може се применити у сваком случају када је механичка енергија ако се сачува, потребно је нагласити да сваки случај може представљати другачији облик енергије потенцијал. Стога је решавање вежби најбољи начин за разумевање различитих случајева.

Прочитајте такође:Слободан пад - боље разумејте овај покрет тамо где нема силе трења

Решене вежбе о очувању механичке енергије

Питање 1 - Тело масе м = 2,0 кг ослања се на опругу са еластичном константом једнаком 5000 Н / м, стиснутом за 2 цм (0,02 м). Занемарујући расипајуће силе и на основу слике одредите висину коју је тело постигло након отпуштања опруге и означите тачну алтернативу.

(Подаци: г = 10 м / с²)

а) 4 цм

б) 10 цм

в) 5 цм

г) 20 цм

д) 2 цм

Предложак: слово Ц.

Резолуција:

За решавање вежбе потребно је применити закон очувања механичке енергије. У том смислу видимо да је почетна механичка енергија чисто еластични потенцијал, а коначна механичка енергија чисто гравитациони потенцијал. На овај начин морамо извршити следећи прорачун:

На основу развијеног прорачуна налазимо да се тело уздиже до максималне висине од 5 цм, па је исправна алтернатива слово Ц.

Питање 2 - Тело се ослобађа од остатка рампе на висини од 4 м. Одредите брзину којом ће бити тело када се налази на 2 м изнад тла и назначите тачну алтернативу.

а) 2√10 м / с

б) 20 м / с

в) 4√10 м / с

г) 2√5 м / с

д) 3√2 м / с

Предложак: слово а.

Резолуција:

Морамо применити закон очувања механичке енергије на највишим тачкама и на тачки висине једнакој 2 м. Да бисмо то правилно урадили, морамо да запамтимо да је тело у највишој тачки мировало, па се сва његова механичка енергија изразила у облику гравитационе потенцијалне енергије. На месту где је висина једнака 2 м, има толико тога енергијепотенцијалгравитационоколикоенергијекинетика. Забележите прорачун на следећој слици:

На крају горњег израчунавања, када смо израчунали квадратни корен од 40, рачунали смо број тако да је резултат дао 2√10, па је исправна алтернатива слово А.

Написао Рафаел Хеллерброцк
Наставник физике

Извор: Бразил Сцхоол - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-conservacao-energia-mecanica.htm