tenaga mekanikal

2022

Apakah tenaga mekanikal?
Jenis tenaga mekanikal
Contoh tenaga mekanikal
Tenaga mekanikal kinetik dan potensi

Kami menerangkan apa itu tenaga mekanikal dan bagaimana ia boleh dikelaskan. Juga, contoh dan tenaga mekanikal potensi dan kinetik.

Tenaga mekanikal melibatkan kedua-dua tenaga kinetik, elastik dan keupayaan objek.

Apakah tenaga mekanikal?

Tenaga mekanikal ialah jumlah tenaga kinetik dan tenaga keupayaan jasad atau sistem. Tenaga kinetik ialah tenaga yang terdapat dalam badan pergerakan, kerana ia bergantung pada kelajuan dan jisim mereka. Tenaga potensi, sebaliknya, dikaitkan dengan kerja daya yang dipanggil konservatif, seperti daya kenyal dan graviti, yang bergantung kepada jisim jasad dan kedudukannya dan struktur.

The Prinsip penjimatan tenaga menetapkan bahawa tenaga mekanikal dipelihara (kekal malar) selagi daya yang bertindak ke atas badan atau sistem adalah konservatif, iaitu, mereka tidak membuat sistem kehilangan tenaga. Prinsip ini boleh ditulis secara matematik seperti berikut:

Emec = Ec + Ep = cte

di manaEc adalahTenaga kinetik daripada sistem danEp miliknyatenaga keupayaan, yang boleh menjadi graviti, elastik, elektrik, dsb.

Hubungan ini tidak berlaku jika sistem dipengaruhi oleh daya bukan konservatif. Contohnya, dalam kes pergerakan pada permukaan dengan geseran (seperti kebanyakan permukaan), tenaga kinetik hilang dalam bentuk haba. Tenaga mekanikal sistem juga boleh hilang dalam bentuk haba, contohnya dalam sistem termodinamik di mana tenaga mekanikal boleh ditukar menjadi terma.

Tenaga mekanikal sering digunakan untuk menjalankan kerja atau menukarkannya kepada bentuk tenaga lain, sepertitenaga hidraulik (apabila manusia mengambil kesempatan daripada tenaga potensi air yang jatuh untuk melakukan kerja). Contoh lain ialah kuasa angin atauTenaga air laut, yang menggunakan tenaga kinetik angin dan pasang surut untuk mengubahnya menjadi satu lagi jenis tenaga berguna.

Jenis tenaga mekanikal

Tenaga kinetik berkaitan dengan kelajuan dan sesaran objek.

Tenaga mekanikal ialah jumlah tenaga berikut:

Tenaga kinetik. Ia adalah tenaga yang dimiliki oleh objek atau sistem bergerak, dan yang bergantung pada kelajuan dan mereka jisim. Contohnya: bola dalam gerakan.
Tenaga keupayaan. Ia adalah tenaga yang dikaitkan dengan kedudukan jasad dalam medan daya konservatif, seperti graviti, keanjalan, elektrik, dll. Sebaliknya, tenaga berpotensi boleh menjadi dua jenis:
- Tenaga keupayaan graviti. Ia adalah tenaga yang disebabkan oleh tindakangraviti atas badan. Contohnya: objek yang jatuh dari ketinggian tertentu.
- Tenaga keupayaan anjal. Ia adalah tenaga yang dimiliki oleh sistem yang diubah bentuk oleh a memaksa. Tenaga kekal dalam sistem sehingga daya tidak lagi digunakan dan dengan itu sistem kembali kepada bentuk asalnya, mengubah tenaga kenyal kepada tenaga kinetik. Contohnya: spring yang diregangkan atau dikecutkan melalui daya luar yang, apabila ia tidak digunakan, membolehkan spring itu kembali ke kedudukan normalnya, iaitu keseimbangan.

Contoh tenaga mekanikal

Beberapa contoh tenaga mekanikal yang mungkin dalam bentuk yang berbeza adalah seperti berikut:

Kereta roller coaster. Pada titik tertingginya, kereta akan mempunyai tenaga potensi graviti yang mencukupi (disebabkan ketinggian) untuk jatuh bebas satu saat kemudian dan menukar semuanya kepada tenaga kinetik (disebabkan oleh gerakan) dan mencapai kelajuan yang sangat pantas.
Sebuah kincir angin. Tenaga kinetik angin memberikan tolakan kepada bilah kilang yang bertukar menjadi kerja mekanikal: memusingkan gear yang akan mengisar bijirin lebih rendah.
Sebuah bandul Tenaga keupayaan graviti bagiberat badan ia ditukar kepada tenaga kinetik untuk menjadikannya bergerak di sepanjang laluannya, memulihara jumlah tenaga mekanikal.
Papan anjal. Tukang mandi yang melompat dari papan selam menggunakan beratnya (tenaga potensi graviti) untuk mengubah bentuk papan selam ke bawah (tenaga potensi kenyal) dan ini, apabila ia mendapat semula bentuknya, menolaknya ke atas meningkatkan ketinggiannya (lebih berpotensi graviti) yang bertindak itu. sering ditukar kepada tenaga kinetik semasa jatuh bebas ke dalam air.