• Hvad er mekanisk energi?
• Typer af mekanisk energi
• Eksempler på mekanisk energi
• Kinetisk og potentiel mekanisk energi

Vi forklarer, hvad mekanisk energi er, og hvordan den kan klassificeres. Også eksempler og potentiel og kinetisk mekanisk energi.

Mekanisk energi involverer både den kinetiske, elastiske og potentielle energi af et objekt.

Hvad er mekanisk energi?

Mekanisk energi er summen af ​​den kinetiske energi og den potentielle energi af et legeme eller system. Kinetisk energi er den energi, som kroppen har i bevægelse, da det afhænger af deres hastigheder og deres masser. Potentiel energi er derimod forbundet med arbejdet med kræfter, der kaldes konservative, såsom de elastiske og gravitationskræfter, som afhænger af kroppens masse og deres position og struktur.

Det Princippet om energibevarelse fastslår, at mekanisk energi bevares (forbliver konstant), så længe de kræfter, der virker på kroppen eller systemet, er konservative, det vil sige, at de ikke får systemet til at miste energi. Dette princip kan skrives matematisk som følger:

Emec = Ec + Ep = cte

hvorEc erKinetisk energi af systemet ogEp hanspotentiel energi, som kan være tyngdekraft, elastisk, elektrisk osv.

Dette forhold holder ikke, hvis systemet er påvirket af ikke-konservative kræfter. Ved f.eks. bevægelser på overflader med friktion (som de fleste overflader) spredes den kinetiske energi i form af varme. Den mekaniske energi i et system kan også gå tabt i form af varme, for eksempel i termodynamiske systemer, hvor mekanisk energi kan omdannes til termisk.

Mekanisk energi bruges ofte til at udføre arbejde eller omdanne den til andre former for energi, som f.ekshydraulisk energi (når mennesket udnytter den potentielle energi fra faldende vand til at udføre arbejde). Et andet eksempel er vindkraft elHavvandsenergi, som bruger vindens og tidevandets kinetiske energi til at omdanne dem til en anden type nyttig energi.

Typer af mekanisk energi

Kinetisk energi er relateret til hastighed og forskydning af objekter.

Mekanisk energi er summen af ​​følgende energier:

• Kinetisk energi. Det er den energi, som genstande eller et bevægende system besidder, og som afhænger af deres hastighed og deres masse. For eksempel: en bold i bevægelse.
• Potentiel energi. Det er den energi, der er forbundet med en krops position inden for et konservativt kraftfelt, såsom gravitation, elastisk, elektrisk osv. Til gengæld kan potentiel energi være to typer:
  • Gravitationel potentiel energi. Det er energien, der skyldes handlingen aftyngdekraft over kroppene. For eksempel: en genstand, der falder fra en bestemt højde.
  • Elastisk potentiel energi. Det er den energi, som systemer besidder deformeret af en kraft. Energien forbliver i systemet, indtil kraften ikke længere påføres, og dermed vender systemet tilbage til sin oprindelige form og omdanner den elastiske energi til kinetisk energi. For eksempel: en fjeder, der strækkes eller trækkes sammen ved hjælp af en ekstern kraft, der, når den ikke påføres, tillader fjederen at vende tilbage til sin normale ligevægtsposition.

Eksempler på mekanisk energi

Nogle mulige eksempler på mekanisk energi i dens forskellige former er følgende:

• En rutsjebanevogn. På sit højeste punkt vil vognen have akkumuleret nok gravitationel potentiel energi (på grund af højden) til frit at falde et sekund senere og omdanne det hele til kinetisk energi (på grund af bevægelse) og nå lynende hastigheder.
• En vindmølle. Vindens kinetiske energi giver et skub til møllens vinger, der bliver til mekanisk arbejde: Drejning af gearet, der vil male kornene lavere.
• Et pendul Den gravitationelle potentielle energi afvægt den omdannes til kinetisk energi for at få den til at bevæge sig langs sin vej og bevare den samlede mekaniske energi.
• Et springbræt. Den badende, der hopper fra et vippebræt, bruger sin vægt (gravitationspotentialenergi) til at deformere vippebrættet nedad (elastisk potentiel energi), og dette, når det genvinder sin form, skubber det opad og øger dets højde (mere gravitationspotentiale), som virker det omdannes ofte til kinetisk energi under frit fald i vandet.

Kinetisk og potentiel mekanisk energi

Som det allerede er blevet sagt, involverer mekanisk energi to energier: kinetisk og potentiale.

Den første kan beregnes ved den simple formel forEc = ½ m. v2 og din enhed af måling på Internationalt system vil være Joules (J).

I stedet er potentiel energi den mængde energi, der er lagret i systemet på grund af dets særlige konfiguration eller dets positionering i forhold til et felt af kræfter (tyngdekraft, elastisk eller elektromagnetisk). Denne energi er i stand til at blive omdannet til andre former for energi, såsom selve kinetikken.