mehanička energija

Fizički

2022

Objašnjavamo što je mehanička energija i kako se može klasificirati. Također, primjeri i potencijalna i kinetička mehanička energija.

Mehanička energija uključuje i kinetičku, elastičnu i potencijalnu energiju objekta.

Što je mehanička energija?

Mehanička energija je zbroj kinetičke energije i potencijalne energije tijela odn sustav. Kinetička energija je energija koju tijela imaju pokret, budući da ovisi o njihovoj brzini i njihovoj masi. Potencijalna energija, s druge strane, povezana je s radom sila koje se nazivaju konzervativne, poput elastične i gravitacijske sile, koje ovise o masi tijela i njihovom položaju i struktura.

The Načelo očuvanja energije utvrđuje da je mehanička energija očuvana (ostaje konstantna) sve dok su sile koje djeluju na tijelo ili sustav konzervativne, odnosno ne čine da sustav gubi energiju. Ovaj princip se može matematički zapisati na sljedeći način:

Emec = Ec + Ep = cte

gdjeEc jeKinetička energija sustava iep njegovpotencijalna energija, koji može biti gravitacijski, elastičan, električni itd.

Ovaj odnos ne vrijedi ako na sustav utječu nekonzervativne sile. Na primjer, u slučaju gibanja na površinama s trenjem (kao i većina površina), kinetička energija se raspršuje u obliku toplina. Mehanička energija sustava također se može izgubiti u obliku topline, na primjer u termodinamičkim sustavima u kojima se mehanička energija može pretvoriti u toplinski.

Mehanička energija se često koristi za obavljanje rada ili pretvaranje u druge oblike energije, kao što jehidraulička energija (kada čovjek iskoristi potencijalnu energiju padajuće vode za obavljanje posla). Drugi primjer je snaga vjetra iliEnergija morske vode, koji koristi kinetičku energiju vjetra i plime i oseke kako bi ih pretvorio u drugu vrstu korisne energije.

Vrste mehaničke energije

Kinetička energija povezana je s brzinom i pomakom objekata.

Mehanička energija je zbroj sljedećih energija:

  • Kinetička energija. To je energija koju posjeduju objekti ili sustav koji se kreće, a koja ovisi o njihovoj brzini i njihovoj masa. Na primjer: lopta u pokretu.
  • Potencijalna energija. To je energija povezana s položajem tijela unutar konzervativnog polja sile, kao što je gravitacijsko, elastično, električno itd. Zauzvrat, potencijalna energija može biti dvije vrste:
    • Gravitacijska potencijalna energija. To je energija koja je posljedica djelovanjagravitacija preko tijela. Na primjer: predmet koji pada s određene visine.
    • Elastična potencijalna energija. To je energija koju posjeduju sustavi deformirani a sila. Energija ostaje u sustavu sve dok se sila više ne primjenjuje i tako se sustav vraća u svoj izvorni oblik, pretvarajući elastičnu energiju u kinetičku energiju. Na primjer: opruga koja se rasteže ili skuplja pomoću vanjske sile koja, kada nije primijenjena, omogućuje da se opruga vrati u svoj normalni položaj, u ravnotežu.

Primjeri mehaničke energije

Neki mogući primjeri mehaničke energije u njenim različitim oblicima su sljedeći:

  • Kolica za tobogan. Na najvišoj točki, kolica će akumulirati dovoljno gravitacijske potencijalne energije (zbog visine) da slobodno padne jednu sekundu kasnije i sve to pretvori u kinetičku energiju (zbog gibanja) i dosegne velike brzine.
  • Vjetrenjača. Kinetička energija vjetra osigurava potiskivanje lopatica mlina koji se pretvara u mehanički rad: okretanje zupčanika koji će mljeti zrna niže.
  • Njihalo Gravitacijska potencijalna energijatežina pretvara se u kinetičku energiju kako bi se kretala duž svoje putanje, čuvajući ukupnu mehaničku energiju.
  • Odskočna daska. Kupač koji skače s daske za skokove koristi svoju težinu (gravitacijsku potencijalnu energiju) da deformira dasku za skokove prema dolje (elastična potencijalna energija) i to, kada ponovno dobije oblik, gura je prema gore povećavajući njezinu visinu (veći gravitacijski potencijal) što djeluje na nju. često se pretvara u kinetičku energiju tijekom slobodnog pada u vodu.

Kinetička i potencijalna mehanička energija

Kao što je već rečeno, mehanička energija uključuje dvije energije: kinetičku i potencijalnu.

Prvi se može izračunati jednostavnom formulom odEc = ½ m. v2 i vaša jedinica od mjerenje na Međunarodni sustav bit će džulovi (J).

Umjesto toga, potencijalna energija je količina energije pohranjena u sustavu zbog njegove posebne konfiguracije ili njegovog položaja u odnosu na polje sila (gravitacijsko, elastično ili elektromagnetsko). Ova energija se može pretvoriti u druge oblike energije, kao što je sama kinetika.

!-- GDPR -->