THE збереженнядаєенергіямеханіка є одним із законів механіки, що випливають з принципвзбереженнядаєенергія. Відповідно до закону збереження механічної енергії, коли її немає дисипативна сила діє на тіло, вся його енергія, пов’язана з рухом, зберігається незмінною. Це рівнозначно сказанню, що кінетична енергія та енергіяпотенціал тіла ніколи не змінюються.
Розуміння закону збереження механічної енергії має важливе значення для вирішення великої кількості Фізичні ситуації, що наближаються до ідеальних ситуацій, тому це одна з найбільш затребуваних проблем у цій галузі дає Механіка в тестах Енема.
Дивіться також: Тяга - зрозумійте це інше фізичне поняття, вивчене Механікою
Що таке механічне збереження енергії?
THE збереженнядаєенергіямеханіка стверджує, що вся енергія, пов’язана з рухом тіла, підтримується незмінною, коли на неї не діють дисипативні сили, такі як сили тертя та опору.
Коли ми говоримо, що механічна енергія є збережений, це означає, що сума енергіякінетика за допомогою потенційна енергія
є однаковим у будь-який час і в будь-якому положенні. Іншими словами, жодна частина механічної енергії системи не перетворюється на інші форми енергії, такі як Термальна енергія.Враховуючи вищесказане, згідно з закон збереження механічної енергії, в недисипативній системі можна сказати, що механічні енергії в двох різних положеннях рівні.
ІМ - механічна енергія
ІÇ - кінетична енергія
ІP - потенційна енергія
Для того, щоб ми краще зрозуміли поняття збереження механічної енергії, необхідно знати, що це таке енергіякінетика і енергіяпотенціал, тому ми коротко пояснимо кожне з цих понять у наступних темах.
Кінетична енергія
THE енергіякінетика це енергія, що міститься в будь-якому тілі, яке має кількість руху не нульовий, тобто до тих пір, поки має тіло макарони і швидкість, він буде наділений певною кількістю кінетичної енергії.
THE енергіякінетика є скалярна велич одиниця якого, згідно з sсистема ЯМіжнародні одиниці, та джоуль (J). Формула кінетичної енергії стверджує, що ця енергія дорівнює добутку макарони (m) та площадаєшвидкість (v²), розділене на 2.
м - макарони
v - швидкість
ІÇ - кінетична енергія
Щоб дізнатись більше про цей вид енергії, відвідайте нашу конкретну статтю: Кінетична енергія.
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
Потенційна енергія
THE енергіяпотенціал це форма енергії, яку можна зберігати і яка безпосередньо залежить від положення де тіло знаходиться відносно якогось поля міцність, наприклад гравітаційне поле, електричне поле і магнітне поле.
THE енергіяпотенціал може накопичуватися в тілі лише тоді, коли воно піддається дії а міцністьконсервативний, тобто сила, яка завжди застосовує до тіла однакову кількість енергії, незалежно від пройденого шляху.
Прикладом консервативної сили є міцність Вага: якщо тіло піднято проти дії вагової сили з землі на певну висоту, незалежно від траєкторія, пройдена цим тілом, потенційний приріст енергії буде залежати виключно від різниці між ними висоти.
Що стосується вправ із збереження механічної енергії, то є ще два загальні типи потенційної енергії: а гравітаційна потенційна енергія та еластична потенційна енергія. Гравітаційна потенційна енергія - це форма енергії відносно висоти тіла відносно землі. Це залежить від маси тіла, від прискорення сили тяжіння на місці і на висоті
g - сила тяжіння (м / с²)
H - висота (м)
THEеластична потенційна енергіяє той, який пов'язаний з деформація якогось предмета, як гумка. Для його обчислення враховується, скільки коштував об’єкт деформований (x), а також постійнийеластичний цього об'єкта (k), виміряне в Ньютонзаметро. Якщо предмет має пружну константу 800 Н / м, це вказує на те, що на деформування на один метр на цей об’єкт діє сила 800 Н. Формула, яка використовується для розрахунку еластичної потенціальної енергії, така:
Щоб дізнатись більше про цей вид енергії, відвідайте нашу конкретну статтю: Енергія потенціал.
механічна енергія
THE механічна енергія та сума кінетичної та потенційної енергії. Іншими словами, вся енергія пов’язана з рухом тіла. Формула механічної енергії така:
Формула збереження механічної енергії
Формула збереження механічної енергії така, що сума кінетичної енергії та потенційної енергії дорівнює для будь-яких точок механічної системи, де не діють дисипативні сили.
ІCi і єПор -кінцева та початкова кінетична енергія
ІCi і єФедеральна поліція -кінцева та початкова кінетична енергія
Хоча наведена формула є загальною і може застосовуватися в будь-якому випадку, коли механічна енергія у разі збереження необхідно підкреслити, що кожен випадок може представляти різну форму енергії потенціал. Таким чином, розв’язування вправ є найкращим способом зрозуміти різні випадки.
Читайте також:Вільне падіння - краще зрозумійте цей рух там, де немає сили тертя
Розв’язані вправи щодо збереження механічної енергії
Питання 1 - Тіло масою m = 2,0 кг впирається в пружину з пружною константою, рівною 5000 Н / м, стиснутою на 2 см (0,02 м). Нехтуючи дисипативними силами і виходячи з фігури, визначте висоту, яку досягає тіло після відпускання пружини, і позначте правильну альтернативу.
(Дані: g = 10 м / с²)
а) 4 см
б) 10 см
в) 5 см
г) 20 см
д) 2 см
Зворотній зв'язок: літера С.
Дозвіл:
Для розв’язання вправи необхідно застосувати закон збереження механічної енергії. У цьому сенсі ми бачимо, що початкова механічна енергія - це суто еластичний потенціал, а кінцева механічна енергія - суто гравітаційний потенціал. Таким чином, ми повинні зробити наступний розрахунок:
На основі розробленого розрахунку ми виявляємо, що тіло піднімається на максимальну висоту 5 см, тому правильною альтернативою є буква С.
Питання 2 - Тіло звільнено від решти пандуса на висоті 4 м. Визначте швидкість, з якою буде знаходитися тіло, коли воно знаходиться на висоті 2 м від землі, і вкажіть правильну альтернативу.
а) 2√10 м / с
б) 20 м / с
в) 4√10 м / с
г) 2√5 м / с
д) 3√2 м / с
Зворотній зв'язок: буква а.
Дозвіл:
Ми повинні застосовувати закон збереження механічної енергії у найвищих точках і в точці висоти, що дорівнює 2 м. Щоб зробити це правильно, нам слід пам’ятати, що у найвищій точці тіло перебувало в стані спокою, тому вся його механічна енергія виражалася у вигляді гравітаційної потенційної енергії. У точці, де висота дорівнює 2 м, там стільки енергіяпотенціалгравітаційнескількиенергіякінетика. Зверніть увагу на розрахунок на наступному малюнку:
Наприкінці наведеного вище обчислення, коли ми обчислили квадратний корінь із 40, ми врахували число так, щоб результат дав 2√10, тож правильною альтернативою є буква А.
Автор: Рафаель Хеллерброк
Вчитель фізики
