• Hva er mekanisk energi?
• Typer mekanisk energi
• Eksempler på mekanisk energi
• Kinetisk og potensiell mekanisk energi

Vi forklarer hva mekanisk energi er og hvordan den kan klassifiseres. Også eksempler og potensiell og kinetisk mekanisk energi.

Mekanisk energi involverer både den kinetiske, elastiske og potensielle energien til et objekt.

Hva er mekanisk energi?

Mekanisk energi er summen av kinetisk energi og potensiell energi til en kropp eller system. Kinetisk energi er energien som kroppen har i seg bevegelse, siden det avhenger av hastighetene og massene deres. Potensiell energi er derimot assosiert med arbeidet med krefter som kalles konservative, slik som elastiske og gravitasjonskrefter, som avhenger av kroppens masse og deres posisjon og struktur.

De Prinsippet for bevaring av energi fastslår at mekanisk energi er bevart (forblir konstant) så lenge kreftene som virker på kroppen eller systemet er konservative, det vil si at de ikke får systemet til å miste energi. Dette prinsippet kan skrives matematisk som følger:

Emec = Ec + Ep = cte

hvorEc er denKinetisk energi av systemet ogEp hanspotensiell energi, som kan være gravitasjonsmessig, elastisk, elektrisk, etc.

Dette forholdet holder ikke dersom systemet er påvirket av ikke-konservative krefter. For eksempel, ved bevegelser på overflater med friksjon (som de fleste overflater), forsvinner den kinetiske energien i form av varme. Den mekaniske energien til et system kan også gå tapt i form av varme, for eksempel i termodynamiske systemer der mekanisk energi kan omdannes til termisk.

Mekanisk energi brukes ofte til å utføre arbeid eller konvertere den til andre former for energi, for eksempelhydraulisk energi (når mennesket utnytter den potensielle energien til fallende vann til å utføre arbeid). Et annet eksempel er vindkraft elSjøvannsenergi, som bruker den kinetiske energien til vinden og tidevannet til å transformere dem til en annen type nyttig energi.

Typer mekanisk energi

Kinetisk energi er relatert til hastighet og forskyvning av objekter.

Mekanisk energi er summen av følgende energier:

• Kinetisk energi. Det er energien som gjenstander eller et bevegelig system besitter, og som avhenger av deres hastighet og deres masse. For eksempel: en ball i bevegelse.
• Potensiell energi. Det er energien assosiert med posisjonen til en kropp innenfor et konservativt kraftfelt, slik som gravitasjon, elastisk, elektrisk, etc. På sin side kan potensiell energi være to typer:
  • Gravitasjonspotensialenergi. Det er energien som skyldes handlingen tilgravitasjon over kroppene. For eksempel: en gjenstand som faller fra en viss høyde.
  • Elastisk potensiell energi. Det er energien som besittes av systemer deformert av en makt. Energien forblir i systemet til kraften ikke lenger påføres og dermed går systemet tilbake til sin opprinnelige form, og transformerer den elastiske energien til kinetisk energi. For eksempel: en fjær som strekkes eller trekkes sammen ved hjelp av en ytre kraft som, når den ikke påføres, lar fjæren gå tilbake til sin normale posisjon, av likevekt.

Eksempler på mekanisk energi

Noen mulige eksempler på mekanisk energi i dens forskjellige former er følgende:

• En berg-og-dal-banevogn. På det høyeste punktet vil vognen ha samlet nok gravitasjonspotensialenergi (på grunn av høyden) til å falle fritt ett sekund senere og konvertere det hele til kinetisk energi (på grunn av bevegelse) og nå lynende hastigheter.
• En vindmølle. Den kinetiske energien til vinden gir et dytt til knivene på møllen som blir til mekanisk arbeid: å snu giret som skal male kornene lavere.
• En pendel Den gravitasjonspotensiale energien tilvekt den omdannes til kinetisk energi for å få den til å bevege seg langs sin vei, og bevare den totale mekaniske energien.
• Et springbrett. Den badende som hopper fra et stupebrett bruker vekten sin (gravitasjonspotensialenergi) til å deformere stupebrettet nedover (elastisk potensiell energi), og dette, når det gjenvinner formen, skyver det oppover økende høyden (mer gravitasjonspotensial) som virker det omdannes ofte til kinetisk energi ved fritt fall i vannet.

Kinetisk og potensiell mekanisk energi

Som allerede sagt, involverer mekanisk energi to energier: kinetisk og potensial.

Den første kan beregnes med den enkle formelen avEc = ½ m. v2 og din enhet av mål på Internasjonalt system vil være Joules (J).

I stedet er potensiell energi mengden energi som er lagret i systemet på grunn av dets spesielle konfigurasjon eller dets posisjonering i forhold til et felt av krefter (gravitasjon, elastisk eller elektromagnetisk). Denne energien er i stand til å omdannes til andre former for energi, for eksempel selve kinetikken.