Енергіямеханіка є фізична кількість підйом, виміряне в джоулях, відповідно до SI. Це сума кінетичної та потенційної енергій фізичної системи. У консервативних системах, тобто без тертя, механічна енергія залишається постійною.
Дивіться також:Електростатика: що таке електричний заряд, електрифікація, статичні та інші поняття
Вступ до механічної енергії
Коли частинка з масою рухаєтьсявільно точно через космос швидкість і не страждаючи від дії міцність деякі, ми говоримо, що це несе в собі кількість чиста енергіякінетика. Однак якщо ця частинка починає зазнавати якоїсь взаємодії (гравітаційне, електричний, магнітний або еластичний, наприклад), ми говоримо, що він також має a енергіяпотенціал.
Отже, потенційна енергія - це форма енергії, яку можна зберігати або зберігати; тоді як кінетична енергія - це така, що стосується швидкості частинки.
Тепер, коли ми визначили поняття кінетичної енергії та потенційної енергії, ми можемо чіткіше зрозуміти, що таке механічна енергія: це сукупність енергії, пов’язана зі станом руху тіла.
Дивіться також: Елементи, формули та основні поняття, пов'язані з електричними ланцюгами
Формули механічної енергії
Формула енергіякінетика, що стосується макарони (m) та швидкість (v) тіла, це воно, перевірте:
ІÇ - кінетична енергія
м - макарони
v - швидкість
P - кількість руху
THE енергіяпотенціал, у свою чергу, існує у різних формах. Однак найпоширенішими є гравітаційна та пружна потенційні енергії, формули яких наведені нижче:
k - постійна пружності (Н / м)
х - деформація
Поки гравітаційна потенційна енергія, як випливає з назви, пов'язано з місцевою силою тяжіння та висотою, на якій знаходиться тіло по відношенню до землі, енергіяпотенціалеластичний воно виникає, коли якесь еластичне тіло деформується, як коли ми розтягуємо гумку.
У цьому прикладі вся потенційна енергія «зберігається» в гумці і доступ до неї можна отримати пізніше. Для цього просто відпустіть смужку, щоб вся потенційна пружна енергія перетворилася на кінетичну енергію.
Сума цих двох форм енергії - кінетичної та потенційної - називається механічна енергія:
ІМ - механічна енергія
ІÇ - кінетична енергія
ІP - потенційна енергія
Збереження механічної енергії
THE енергозбереження є одним із принципів фізика. За його словами, загальна кількість енергії в системі повинна бути збережена. Іншими словами, енергія ніколи не втрачаєтьсяабостворено, а скоріше перетворений у різні форми.
Звичайно, принцип збереження механічної енергії походить від принципу енергозбереження. Ми говоримо, що механічна енергія зберігається коли їх немаєдисипативні сили, такі як тертя або тяга повітря, здатні перетворити його в інші форми енергії, такі як тепловий.
перевіряти приклади:
Коли важка коробка ковзає по фрикційній рампі, частина кінетична енергія коробки розсіюється, а потім інтерфейс між коробкою та пандусом трохи страждає збільшення температури: Це ніби кінетична енергія коробки передається атомам на межі розділу, змушуючи їх коливатися все більше і більше. Те саме відбувається, коли ми наступаємо на гальмо автомобіля: гальмівний диск стає все гарячішим і гарячішим, поки машина повністю не зупиниться.
Дивіться також:Що таке сила тертя? Перевірте нашу мапу розуму
В ідеальна ситуація, де рух відбувається без дії будь-яких дисипативних сил, механічна енергія буде збережена. Уявіть ситуацію, коли тіло вільно коливається без будь-якого тертя з повітрям. У цій ситуації дві точки А і В відносно положення маятника дотримуються цього співвідношення:
ІБАД - Механічна енергія в точці А
ІМб - Механічна енергія в точці B
ІТУТ - Кінетична енергія в точці А
ІCB - Кінетична енергія в точці В
ІПАН - Потенційна енергія в точці А
ІPB - Потенційна енергія в точці B
Враховуючи два положення ідеальної фізичної системи без тертя, механічна енергія в точці А і механічна енергія в точці В будуть рівні за величиною. Однак можливо, що в різних частинах цієї системи кінетична та потенційна енергії змінюють вимірювання так, що їх сума залишається незмінною.
Дивіться також: 1-й, 2-й і 3-й закони Ньютона - Вступ, Карта розуму та вправи
Вправи на механічну енергію
Питання 1) Вантажівка вагою 1500 кг рухається зі швидкістю 10 м / с по 10-метровому віадуку, побудованому над жвавою алеєю. Визначте модуль механічної енергії вантажівки щодо проспекту.
Дані: g = 10 м / с²
а) 1.25.104 J
б) 7,25,105 J
в) 15105 J
г) 2.25.105 J
д) 9.3.103 J
Шаблон: Літера D
Дозвіл:
Для розрахунку механічної енергії вантажівки ми додамо кінетичну енергію з гравітаційною потенціальною енергією, дотримуйтесь:
Виходячи з наведеного вище розрахунку, ми виявили, що механічна енергія цієї вантажівки щодо підлоги проспекту дорівнює 2.25.105 J, отже, правильною відповіддю є буква d.
Питання 2) Кубічний резервуар для води, 10 000 л, заповнюється до половини загального обсягу і розміщується на 15 м над землею. Визначте механічну енергію цього резервуара для води.
а) 7.5.105 J
б) 1.5.105 J
в) 1.5.106 J
г) 7.5.103 J
д) 5.0.102 J
Шаблон: Літера а
Дозвіл:
Як тільки резервуар для води наповниться до половини обсягу і, знаючи, що 1 л води відповідає масі 1 кг, ми розрахуємо механічну енергію резервуару для води. Отже, важливо усвідомити, що в стані спокою кінетична енергія тіла дорівнює 0, а отже, його механічна енергія буде дорівнювати потенційній енергії.
Відповідно до отриманого результату, правильною альтернативою є буква а.
Питання 3) Щодо механічної енергії консервативної системи, вільної від дисипативних сил, перевірте альтернативу правильно:
а) За наявності тертя або інших дисипативних сил механічна енергія тіла, що рухається, зростає.
б) Механічна енергія тіла, яке рухається вільним від дії будь-яких дисипативних сил, залишається незмінною.
в) Щоб механічна енергія тіла залишалася незмінною, необхідно, коли відбувається збільшення кінетичної енергії, відбувається також збільшення потенційної енергії.
г) Потенційна енергія - це частина механічної енергії, пов’язана зі швидкістю руху тіла.
д) Кінетична енергія тіла, яке рухається вільним від дії будь-яких дисипативних сил, залишається незмінною.
Шаблон: Літера Б
Дозвіл:
Давайте розглянемо альтернативи:
The) ПОМИЛКОВИЙ - за наявності дисипативних сил механічна енергія зменшується.
Б) РЕАЛЬНИЙ
ç) ПОМИЛКОВИЙ - якщо відбувається збільшення кінетичної енергії, потенційна енергія повинна зменшуватися, щоб механічна енергія залишалася постійною.
г) ПОМИЛКОВИЙ - кінетична енергія - це частина механічної енергії, пов’язана з рухом.
і) ПОМИЛКОВИЙ - в цьому випадку кінетична енергія зменшиться за рахунок дисипативних сил.
Автор: Рафаель Хеллерброк
Вчитель фізики
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-mecanica.htm
