• Kaj je mehanska energija?
• Vrste mehanske energije
• Primeri mehanske energije
• Kinetična in potencialna mehanska energija

Pojasnimo, kaj je mehanska energija in kako jo lahko razvrstimo. Tudi primeri ter potencialna in kinetična mehanska energija.

Mehanska energija vključuje tako kinetično, elastično in potencialno energijo predmeta.

Kaj je mehanska energija?

Mehanska energija je vsota kinetične energije in potencialne energije telesa oz sistem. Kinetična energija je energija, ki jo imajo telesa premikanje, saj je odvisno od njihove hitrosti in mase. Potencialna energija pa je povezana z delom sil, ki jih imenujemo konzervativne, na primer elastične in gravitacijske sile, ki so odvisne od mase teles in njihovega položaja ter strukturo.

The Načelo ohranjanja energije ugotavlja, da se mehanska energija ohranja (ostane konstantna), dokler so sile, ki delujejo na telo ali sistem, konzervativne, torej ne povzročijo, da sistem izgubi energije. To načelo lahko matematično zapišemo na naslednji način:

Emec = Ec + Ep = cte

kjeEc ali jeKinetična energija sistema inep njegovegapotencialna energija, ki je lahko gravitacijski, elastičen, električni itd.

To razmerje ne velja, če na sistem vplivajo nekonservativne sile. Na primer, v primeru premikov na površinah s trenjem (kot večina površin) se kinetična energija razprši v obliki toplote. Mehanska energija sistema se lahko izgubi tudi v obliki toplote, na primer v termodinamičnih sistemih, v katerih se mehanska energija lahko pretvori v toplotno.

Mehanska energija se pogosto uporablja za opravljanje dela ali pretvorbo v druge oblike energije, kot je nprhidravlična energija (ko človek izkoristi potencialno energijo padajoče vode za delo). Drug primer je vetrna energija ozEnergija morske vode, ki uporablja kinetično energijo vetra in plimovanja, da jih pretvori v drugo vrsto uporabne energije.

Vrste mehanske energije

Kinetična energija je povezana s hitrostjo in premikom predmetov.

Mehanska energija je vsota naslednjih energij:

• Kinetična energija. To je energija, ki jo imajo predmeti ali gibajoči se sistem in je odvisna od njihove hitrosti in njihove maso. Na primer: žoga v gibanju.
• Potencialna energija. To je energija, povezana s položajem telesa znotraj konzervativnega polja sil, kot so gravitacijsko, elastično, električno itd. Potencialna energija je lahko dve vrsti:
  • Gravitacijska potencialna energija. To je energija, ki je posledica delovanjagravitacija nad telesi. Na primer: predmet, ki pade z določene višine.
  • Elastična potencialna energija. To je energija, ki jo imajo sistemi, deformirani z a sila. Energija ostane v sistemu, dokler sila ni več uporabljena in se tako sistem vrne v prvotno obliko, pri čemer se elastična energija pretvori v kinetično energijo. Na primer: vzmet, ki se raztegne ali skrči z zunanjo silo, ki, kadar ni uporabljena, omogoča, da se vzmet vrne v svoj običajni položaj, ravnovesno.

Primeri mehanske energije

Nekateri možni primeri mehanske energije v njenih različnih oblikah so naslednji:

• Voziček za tobogan. Na najvišji točki bo voziček nabral dovolj gravitacijske potencialne energije (zaradi višine), da bo eno sekundo pozneje prosto padel in vso to pretvoril v kinetično energijo (zaradi gibanja) in dosegel izjemne hitrosti.
• Mlin na veter. Kinetična energija vetra zagotavlja potiskanje rezil mlina, ki se spremeni v mehansko delo: obračanje zobnika, ki bo mlelo zrna nižje.
• Nihalo Gravitacijska potencialna energijautež pretvori se v kinetično energijo, da se premika po svoji poti, pri čemer ohrani celotno mehansko energijo.
• Odskočna deska. Kopalec, ki skače s potapljaške deske, s svojo težo (gravitacijsko potencialno energijo) deformira potapljaško desko navzdol (elastična potencialna energija), ta pa jo, ko ponovno dobi obliko, potisne navzgor in poveča njeno višino (več gravitacijskega potenciala), ki deluje nanjo. se med prostim padcem v vodo pogosto pretvori v kinetično energijo.

Kinetična in potencialna mehanska energija

Kot že rečeno, mehanska energija vključuje dve energiji: kinetično in potencialno.

Prvo se izračuna s preprosto formuloEc = ½ m. v2 in vaša enota meritev pri Mednarodni sistem bodo Jouli (J).

Namesto tega je potencialna energija količina energije, shranjene v sistemu zaradi njegove posebne konfiguracije ali njegovega položaja glede na polje sil (gravitacijskega, elastičnega ali elektromagnetnega). To energijo je mogoče pretvoriti v druge oblike energije, kot je sama kinetika.