• Что такое механическая энергия?
• Виды механической энергии
• Примеры механической энергии
• Кинетическая и потенциальная механическая энергия

Мы объясняем, что такое механическая энергия и как ее можно классифицировать. Также примеры и потенциальной и кинетической механической энергии.

Механическая энергия включает в себя кинетическую, упругую и потенциальную энергию объекта.

Что такое механическая энергия?

Механическая энергия - это сумма кинетической энергии и потенциальной энергии тела или тела. система. Кинетическая энергия - это энергия, которая содержится в телах. движение, поскольку это зависит от их скорости и массы. С другой стороны, потенциальная энергия связана с работой сил, которые называются консервативными, такими как силы упругости и гравитации, которые зависят от массы тел, их положения и структура.

В Принцип сохранения энергии устанавливает, что механическая энергия сохраняется (остается постоянной) до тех пор, пока силы, действующие на тело или систему, являются консервативными, то есть они не заставляют систему терять энергию. Математически этот принцип можно записать следующим образом:

Emec = Ec + Ep = cte

гдеEc этоКинетическая энергия системы иEp егопотенциальная энергия, которые могут быть гравитационными, упругими, электрическими и т. д.

Это соотношение не выполняется, если на систему действуют неконсервативные силы. Например, в случае движений на поверхностях с трением (как и на большинстве поверхностей) кинетическая энергия рассеивается в виде нагревать. Механическая энергия системы также может быть потеряна в виде тепла, например, в термодинамических системах, в которых механическая энергия может быть преобразована в термический.

Механическая энергия часто используется для выполнения работы или преобразования ее в другие формы энергии, такие какгидравлическая энергия (когда человек использует потенциальную энергию падающей воды для выполнения работы). Другой пример - ветроэнергетика илиЭнергия морской воды, который использует кинетическую энергию ветра и приливов, чтобы преобразовать их в другой тип полезной энергии.

Виды механической энергии

Кинетическая энергия связана со скоростью и перемещением объектов.

Механическая энергия - это сумма следующих энергий:

• Кинетическая энергия. Это энергия, которой обладают объекты или движущаяся система, и которая зависит от их скорости и масса. Например: мяч в движении.
• Потенциальная энергия. Это энергия, связанная с положением тела в консервативном силовом поле, таком как гравитационное, упругое, электрическое и т. Д. В свою очередь потенциальная энергия может быть двух типов:
  • Гравитационно потенциальная энергия. Это энергия, возникающая из-за действиясила тяжести над телами. Например: предмет, падающий с определенной высоты.
  • Упругая потенциальная энергия. Это энергия, которой обладают системы, деформированные сила. Энергия остается в системе до тех пор, пока сила не перестанет действовать, и, таким образом, система вернется к своей исходной форме, преобразуя упругую энергию в кинетическую энергию. Например: пружина, которая растягивается или сжимается под действием внешней силы, которая, когда она не применяется, позволяет пружине вернуться в свое нормальное положение, в состояние равновесия.

Примеры механической энергии

Вот некоторые возможные примеры механической энергии в ее различных формах:

• Тележка для американских горок. В своей наивысшей точке тележка накопит достаточно гравитационной потенциальной энергии (из-за высоты), чтобы свободно упасть через секунду и преобразовать все это в кинетическую энергию (из-за движения) и достичь невероятных скоростей.
• Ветряная мельница. Кинетическая энергия ветра дает толчок лопастям мельницы, который превращается в механическую работу: вращение шестерни, которая измельчает зерна, ниже.
• Маятник Гравитационная потенциальная энергиямасса он преобразуется в кинетическую энергию, чтобы заставить его двигаться по своему пути, сохраняя полную механическую энергию.
• Трамплин. Купальщица, которая прыгает с трамплина, использует свой вес (гравитационная потенциальная энергия), чтобы деформировать трамплин вниз (упругая потенциальная энергия), и это, когда оно восстанавливает свою форму, толкает его вверх, увеличивая его высоту (больший гравитационный потенциал), что воздействует на него. при свободном падении в воду часто преобразуется в кинетическую энергию.

Кинетическая и потенциальная механическая энергия

Как уже было сказано, механическая энергия включает две энергии: кинетическую и потенциальную.

Первый вычисляется по простой формулеEc = ½ м. v2 и ваша единица измерение в Международная система будет джоулей (J).

Вместо этого потенциальная энергия - это количество энергии, запасенной в системе из-за ее конкретной конфигурации или ее расположения относительно силового поля (гравитационного, упругого или электромагнитного). Эта энергия может быть преобразована в другие формы энергии, такие как сама кинетика.