Mechanická energia – Keď sila pôsobí na predmet, aby ho premiestnila, hovorí sa, že je vykonaná práca. Práca zahŕňa použitie sily na posunutie objektu. Objekt bude zhromažďovať energiu po dokončení práce na ňom.

Mechanická energia je množstvo energie získanej pracovným predmetom. V tomto článku sa bude diskutovať o vzorci a príkladoch mechanickej energie, ako aj o koncepte a zložkách mechanickej energie.

Obsah

• Mechanická energia
• Vzorec mechanickej energie
• Príklady mechanickej energie
• Je mechanická energia potenciálna alebo kinetická?
• Premena mechanickej energie na elektrickú energiu
• Vzorové otázky

Mechanická energia

Súčet kinetickej a potenciálnej energie v objekte sa označuje ako mechanická energia. Vytvára sa v dôsledku vykonávania konkrétnej úlohy. Inak povedané, môžeme charakterizovať energiu objektu na základe jeho rýchlosti alebo polohy, alebo oboch.

Vďaka svojej polohe vieme, že objekt má potenciálnu energiu. Pretože na nastavenie objektu do určitej výšky bude potrebná určitá práca. Okrem toho má objekt kinetickú energiu kvôli práci, ktorú vykonáva pri pohybe. Keď sa objekt pohybuje, predpokladá sa, že jeho potenciálna energia je nulová. Jeho kinetická energia bude na druhej strane 0, keď je v pokoji.

Skontrolujte: Druhy energie – definícia, typy, príklady a fakty

Vzorec mechanickej energie

Vzorec mechanickej energie je nasledujúci:

Mechanická energia (M.E.) = kinetická energia (K.E.) + potenciálna energia (P.E.)

Kde,

• Kinetická energia (K.E.) = (1/2) mv²
• Potenciálna energia (P.E.) = m × g × h

∴ Mechanická energia (M.E.) = ((1/2)mv ² ) + (m × g × h)

Kde,

• m = hmotnosť objektu,
• v = rýchlosť objektu,
• g = gravitačné zrýchlenie,
• h = výška objektu od zeme.

Príklady mechanickej energie

Beh alebo Chôdza : Keď bežíte alebo kráčate, vaše telo premieňa chemickú energiu z potravy na mechanickú energiu, ktorá vás poháňa vpred.

Kyvné kyvadlo: Kyvné kyvadlo vykazuje mechanickú energiu, keď osciluje tam a späť medzi potenciálnou energiou v najvyššom bode svojho výkyvu a kinetickou energiou v najnižšom bode.

Pohybujúce sa vozidlá : Autá, vlaky, bicykle a iné vozidlá premieňajú palivo alebo ľudskú energiu na mechanickú energiu, aby sa mohli pohybovať z jedného miesta na druhé.

alya manasa

Natiahnutie pružiny: Keď pružinu natiahnete, pôsobíte silou na jej posunutie, čím sa v pružine ukladá potenciálna mechanická energia.

Rotujúce čepele: Veterné turbíny a vrtule na lietadlách premieňajú energiu vetra alebo motora na mechanickú energiu na výrobu elektriny alebo poháňanie lietadla vpred.

Je mechanická energia potenciálna alebo kinetická?

Mechanická energia môže byť potenciálna alebo kinetická. Potenciálna energia súvisí s polohou alebo stavom objektu, zatiaľ čo kinetická energia je spojená s jeho pohybom . Predstavte si zvýšenú hmotnosť (potenciálna energia) verzus pohybujúca sa guľa (kinetická energia).

Premena mechanickej energie na elektrickú energiu

• Premena mechanickej energie na elektrickú energiu zahŕňa transformáciu fyzického pohybu alebo potenciálnej energie mechanických systémov na elektrickú energiu.
• Tento proces sa využíva v rôznych technológiách ako sú generátory, kde mechanické sily, ako sú prúdy vetra alebo vody, otáčajú turbíny .
• Turbíny premieňajú mechanickú energiu na elektrickú energiu prostredníctvom elektromagnetickej indukcie.
• Piezoelektrické materiály môžu tiež premieňať mechanické namáhanie alebo vibrácie priamo na elektrickú energiu.
• Aplikácie tejto konverzie zahŕňajú senzory, zariadenia na zber energie a nositeľné technológie.

R povznesený článok

• Ako vypočítať mechanickú energiu?
• Konverzia energie
• energie
• Kinetická energia
• Zákon zachovania energie
• Využitie elektriny v každodennom živote

Vzorové otázky

Otázka 1: Definujte mechanickú energiu.

Odpoveď :

Súčet kinetickej a potenciálnej energie v objekte sa označuje ako mechanická energia. Kinetická energia objektu súvisí s jeho pohybom a potenciálna energia súvisí s jeho polohou. Ak v objekte nie je pohyb, celková mechanická energia bude iba potenciálna energia v ňom prítomná, podobne, ak sa nezmení poloha objektu, ani orientácia objektu, potom objekt nemá žiadnu potenciálnu energiu.

Otázka 2: Teleso letiace v určitej výške od zeme má kinetickú energiu 500 J a potenciálnu energiu 738 J. Vypočítajte celkovú mechanickú energiu, ktorá je zahrnutá.

Riešenie:

Dané: K.E. = 500 J, P.E. = 738 J

keďže

Mechanická energia (M.E.) = kinetická energia (K.E.) + potenciálna energia (P.E.)

8 M.E. = 500 + 738

∴ M.E. = 1238 J

Otázka 3: Osoba sedí na budove s výškou 23 ma hmotnosťou 150 kg. Určte, koľko je tam mechanickej energie.

Riešenie:

Dané: h = 23 m, m = 150 kg, K.E. = 0 (osoba v statickej polohe)

keďže

Mechanická energia (M.E.) = ((1/2)mv²) + (m × g × h)

∴ M.E = 0 + 150 x 9,81 x 23

∴ M.E. = 150 × 9,81 × 23

∴ M.E. = 33810 J

Otázka 4: Vypočítajte mechanickú energiu 21 kg predmetu, ktorý sa pohybuje rýchlosťou 10 ms ^-1 rýchlosť.

Riešenie:

Dané: m = 21 kg, v = 10 ms^-1, P.E = 0 (Objekt sa pohybuje)

keďže

Mechanická energia (M.E.) = ((1/2)mv²) + (m × g × h)

∴ M.E. = ((1/2) × 21 × 10²)) + 0

∴ M.E. = 1050 J

Otázka 5: Ak je kinetická energia objektu 230 J a potenciálna energia objektu 300 J, nájdite mechanickú energiu.

Riešenie:

Dané: K.E. = 230 J, P.E. = 300 J

keďže

Mechanická energia (M.E.) = kinetická energia (K.E.) + potenciálna energia (P.E.)

8 M.E. = 230 + 300

∴ M.E. = 530 J

Otázka 6: Vypočítajte mechanickú energiu, keď sa automobil pohyboval rýchlosťou 18 m/s a jeho hmotnosť je 7 kg.

Riešenie:

Dané: m = 7 kg, v = 18 ms^-1, P.E = 0 (auto sa pohybuje)

keďže

Mechanická energia (M.E.) = ((1/2)mv²) + (m × g × h)

∴ M.E. = ((1/2) × 7 × 18²)) + 0

∴ M.E. = 1134 J

Záver o mechanickej energii

Mechanická energia je základný pojem vo fyzike, ktorý zahŕňa potenciálne aj kinetické formy. Či už je to uložená energia polohy objektu alebo energia jeho pohybu, mechanická energia hrá kľúčovú úlohu v rôznych prírodných javoch a technológiách vytvorených človekom. Pochopenie toho, ako funguje mechanická energia, nám umožňuje využiť ju na praktické aplikácie, od výroby elektriny až po napájanie každodenných zariadení. Tento proces premeny energie naďalej poháňa inovácie a formuje náš moderný svet.

Mechanická energia – často kladené otázky

Čo je mechanická energia?

Mechanická energia je energia, ktorú má objekt v dôsledku jeho pohybu (kinetická energia) alebo polohy (potenciálna energia) alebo ich kombinácie.

Ako sa vypočíta mechanická energia?

Celková mechanická energia objektu je súčtom jeho kinetickej energie (0,5 * hmotnosť * rýchlosť^2) a jeho potenciálnej energie (hmotnosť * gravitácia * výška), ak je to možné.

Aké sú druhy mechanickej energie?

Existujú dva hlavné typy mechanickej energie: kinetická energia, ktorá je spojená s pohybom objektu, a potenciálna energia, ktorá je spojená s polohou alebo stavom objektu.

Aké sú niektoré príklady mechanickej energie?

Príklady mechanickej energie zahŕňajú kyvné kyvadlo, pohybujúce sa auto, natiahnutú pružinu, valiaciu sa guľu a mnohé ďalšie, kde ide o pohyb alebo polohu.

Ako súvisí mechanická energia s prácou?

Práca sa vykonáva na objekte, keď sila spôsobí, že sa pohybuje na určitú vzdialenosť. Mechanická energia súvisí s prácou v tom, že práca môže prenášať energiu do alebo z objektu a meniť jeho mechanickú energiu.

Dá sa mechanická energia premeniť na iné formy energie?

Áno, mechanická energia môže byť premenená na iné formy energie, ako je elektrická energia v generátore, tepelná energia prostredníctvom trenia alebo zvuková energia, keď predmet vibruje.

Šetrí sa mechanická energia?

Podľa princípu zachovania mechanickej energie pri absencii nekonzervatívnych síl, ako je trenie alebo odpor vzduchu, zostáva celková mechanická energia systému konštantná.

Ako sa mechanická energia využíva v každodennom živote?

Mechanická energia sa v každodennom živote využíva nespočetnými spôsobmi, od dopravy (autá, bicykle) cez domáce spotrebiče (mixéry, výťahy) až po šport (beh, skákanie).

Aké sú niektoré aplikácie mechanickej energie v reálnom svete?

Reálne aplikácie mechanickej energie zahŕňajú obnoviteľné zdroje energie, ako sú veterné turbíny a vodné priehrady, ako aj stroje a zariadenia používané vo výrobe a stavebníctve.

Ako možno efektívnejšie optimalizovať alebo využiť mechanickú energiu?

Mechanickú energiu možno optimalizovať znížením trenia a iných zdrojov energetických strát, zlepšením konštrukcie a účinnosti strojov a využitím pokročilých materiálov a technológií.