- Mekanik enerji nedir?
- Mekanik enerji türleri
- mekanik enerji örnekleri
- Kinetik ve potansiyel mekanik enerji
Mekanik enerjinin ne olduğunu ve nasıl sınıflandırılabileceğini açıklıyoruz. Ayrıca örnekler ve potansiyel ve kinetik mekanik enerji.
Mekanik enerji nedir?
Mekanik enerji, bir cismin veya bir cismin kinetik enerjisi ile potansiyel enerjisinin toplamıdır. sistem. Kinetik enerji cisimlerin sahip olduğu enerjidir. hareket, çünkü hızlarına ve kütlelerine bağlıdır. Potansiyel enerji ise cisimlerin kütlesine ve konumlarına bağlı olan elastik ve yerçekimi kuvvetleri gibi muhafazakar denilen kuvvetlerin işi ile ilişkilidir. yapı.
bu Enerjinin korunumu ilkesi cisme veya sisteme etki eden kuvvetler korunumlu olduğu, yani sistemin enerji kaybetmesine neden olmadığı sürece mekanik enerjinin korunduğunu (sabit kaldığını) tespit eder. Bu ilke matematiksel olarak aşağıdaki gibi yazılabilir:
Emec = Ec + Ep = cte
neredeEc buKinetik enerji sistemin veep onunpotansiyel enerjiyerçekimi, elastik, elektrik vb.
Sistem muhafazakar olmayan kuvvetlerden etkileniyorsa bu ilişki geçerli değildir. Örneğin, sürtünmeli yüzeylerde (çoğu yüzey gibi) hareketler olması durumunda, kinetik enerji şu şekilde dağılır: sıcaklık. Bir sistemin mekanik enerjisi, örneğin mekanik enerjinin enerjiye dönüştürülebildiği termodinamik sistemlerde, ısı şeklinde de kaybolabilir. termal.
Mekanik enerji, işi yapmak veya işi diğer enerji biçimlerine dönüştürmek için sıklıkla kullanılır.hidrolik enerji (insan iş yapmak için düşen suyun potansiyel enerjisinden yararlandığında). Başka bir örnek, rüzgar enerjisi veyadeniz suyu enerjisirüzgarın ve gelgitlerin kinetik enerjisini kullanarak onları başka bir tür yararlı enerjiye dönüştürür.
Mekanik enerji türleri
Mekanik enerji, aşağıdaki enerjilerin toplamıdır:
- Kinetik enerji. Nesnelerin veya hareketli bir sistemin sahip olduğu ve hızlarına ve hareketlerine bağlı olan enerjidir. kitle. Örneğin: hareket halindeki bir top.
- Potansiyel enerji. Bir cismin yerçekimi, elastik, elektrik vb. gibi muhafazakar bir kuvvet alanı içindeki konumuyla ilişkili enerjidir. Buna karşılık, potansiyel enerji iki tür olabilir:
- yerçekimi potansiyel enerjisi. hareketinden kaynaklanan enerjidir.yer çekimi bedenlerin üzerinde. Örneğin: belirli bir yükseklikten düşen bir nesne.
- Elastik potansiyel enerji. tarafından deforme edilen sistemlerin sahip olduğu enerjidir. Kuvvet. Enerji, kuvvet artık uygulanmayana kadar sistemde kalır ve böylece sistem orijinal şekline dönerek elastik enerjiyi kinetik enerjiye dönüştürür. Örneğin: Uygulanmadığında yayın normal konumuna, denge konumuna geri dönmesine izin veren bir dış kuvvet vasıtasıyla gerilen veya büzülen bir yay.
mekanik enerji örnekleri
Farklı biçimlerindeki bazı olası mekanik enerji örnekleri şunlardır:
- Bir roller coaster arabası. En yüksek noktasında, araba bir saniye sonra serbestçe düşmek ve hepsini kinetik enerjiye (hareket nedeniyle) dönüştürmek ve cayır cayır yanan hızlara ulaşmak için yeterli yerçekimi potansiyel enerjisi (yükseklikten dolayı) biriktirmiş olacaktır.
- Bir yel değirmeni. Rüzgârın kinetik enerjisi, mekanik işe dönüşen değirmenin kanatlarına bir itme sağlar: tahılları daha düşük öğütecek dişliyi döndürmek.
- bir sarkaç Yerçekimi potansiyel enerjisiağırlık toplam mekanik enerjiyi koruyarak yolu boyunca hareket etmesini sağlamak için kinetik enerjiye dönüştürülür.
- bir sıçrama tahtası. Bir dalış tahtasından atlayan yüzücü, ağırlığını (yerçekimi potansiyel enerjisi) dalış tahtasını aşağı doğru deforme etmek için kullanır (elastik potansiyel enerji) ve bu, şeklini yeniden kazandığında yukarı doğru iter, yüksekliğini arttırır (daha fazla yerçekimi potansiyeli) ona etki eder. genellikle suya serbest düşüş sırasında kinetik enerjiye dönüştürülür.
Kinetik ve potansiyel mekanik enerji
Daha önce de söylendiği gibi, mekanik enerji iki enerji içerir: kinetik ve potansiyel.
Birincisi, basit formülle hesaplanabilir:Ec = ½ m. v2 ve biriminiz ölçüm de Uluslararası sistem Joule (J) olacaktır.
Bunun yerine, potansiyel enerji, belirli konfigürasyonu veya bir kuvvet alanına (yerçekimi, elastik veya elektromanyetik) göre konumu nedeniyle sistemde depolanan enerji miktarıdır. Bu enerji, kinetik gibi diğer enerji biçimlerine dönüştürülebilir.