역학적 에너지가 무엇이며 어떻게 분류할 수 있는지 설명합니다. 또한 예와 위치 및 운동 역학적 에너지.
기계적 에너지 란 무엇입니까?
역학적 에너지는 물체 또는 물체의 운동 에너지와 위치 에너지의 합입니다. 체계. 운동 에너지는 신체가 가지고 있는 에너지입니다. 움직임, 속도와 질량에 따라 다릅니다. 반면에 위치 에너지는 물체의 질량과 위치에 따라 달라지는 탄성력과 중력과 같이 보수적이라고 불리는 힘의 작용과 관련이 있습니다. 구조.
그만큼 에너지 보존의 원리 신체 또는 시스템에 작용하는 힘이 보존적, 즉 시스템이 에너지를 잃지 않도록 하는 한 역학적 에너지는 보존됩니다(일정하게 유지됨). 이 원리는 수학적으로 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
Emec = Ec + Ep = cte
어디EC 이다운동 에너지 시스템과엡 그의잠재력, 중력, 탄성, 전기 등이 될 수 있습니다.
시스템이 비보존적 힘의 영향을 받는 경우 이 관계는 유지되지 않습니다. 예를 들어, 마찰이 있는 표면(대부분의 표면과 같이)에서 움직임의 경우 운동 에너지는 다음과 같은 형태로 소산됩니다. 열. 시스템의 기계적 에너지는 열의 형태로 손실될 수도 있습니다. 예를 들어 기계적 에너지가 다음으로 변환될 수 있는 열역학 시스템에서 열의.
기계적 에너지는 일을 수행하거나 그것을 다음과 같은 다른 형태의 에너지로 변환하는 데 자주 사용됩니다.수력 에너지 (인간이 일을 하기 위해 떨어지는 물의 잠재적인 에너지를 이용할 때). 또 다른 예는 풍력 또는해수 에너지, 바람과 조수의 운동 에너지를 사용하여 다른 유형의 유용한 에너지로 변환합니다.
기계적 에너지의 종류
기계적 에너지는 다음 에너지의 합입니다.
- 운동 에너지. 물체나 움직이는 시스템이 소유하고 있는 에너지로 물체의 속도와 물체의 속도에 따라 달라집니다. 대량의. 예: 움직이는 공.
- 잠재력. 중력, 탄성, 전기 등과 같은 보존적 힘장 내에서 신체의 위치와 관련된 에너지입니다. 차례로 위치 에너지는 두 가지 유형이 될 수 있습니다.
기계적 에너지의 예
다양한 형태의 기계적 에너지의 몇 가지 가능한 예는 다음과 같습니다.
- 롤러코스터 카트입니다. 가장 높은 지점에서 카트는 1초 후에 자유롭게 낙하하고 모든 것을 운동 에너지(움직임으로 인해)로 변환하고 엄청난 속도에 도달하기에 충분한 중력 위치 에너지(높이로 인해)를 축적할 것입니다.
- 풍차. 바람의 운동 에너지는 기계적인 작업으로 바뀌는 밀의 날을 밀게 합니다. 즉, 곡물을 더 낮게 갈기 위해 기어를 돌리는 것입니다.
- 진자 중력 위치 에너지무게 운동 에너지로 변환되어 경로를 따라 움직이게 하여 전체 기계적 에너지를 보존합니다.
- 발판. 다이빙 보드에서 뛰어내린 목욕하는 사람은 자신의 무게(중력 위치 에너지)를 사용하여 다이빙 보드를 아래쪽으로 변형(탄성 위치 에너지)하고, 이것이 모양을 회복하면 위쪽으로 밀어 높이를 증가시켜(더 많은 중력 전위) 작용합니다. 물 속으로 자유낙하하는 동안 종종 운동 에너지로 변환됩니다.
운동 및 잠재적 기계적 에너지
이미 말했듯이 기계적 에너지는 운동 에너지와 전위 에너지의 두 가지 에너지를 포함합니다.
첫 번째는 간단한 공식으로 계산할 수 있습니다.Ec = ½m. v2 그리고 당신의 단위 측정 ~에 국제 시스템 줄(J)이 됩니다.
대신, 위치 에너지는 특정 구성 또는 힘의 장(중력, 탄성 또는 전자기)에 대한 위치 지정으로 인해 시스템에 저장된 에너지의 양입니다. 이 에너지는 운동 자체와 같은 다른 형태의 에너지로 변환될 수 있습니다.