Mekaaninen energia ja sen tyypit

Sana "energia" tulee kreikan kielestä ja"toiminta", "toiminta" ovat tärkeitä. Itse käsitteen esitteli ensimmäisen kerran englantilainen fyysikko T. Jung 1800-luvun alussa. "Energialla" tarkoitetaan tämän ominaisuuden omaavan kehon kykyä tehdä työtä. Keho kykenee tekemään suuremman työn, sitä enemmän energiaa sillä on. Sitä on useita tyyppejä: sisäinen, sähköinen, ydinvoima ja mekaaninen energia. Jälkimmäinen on tavallisempi kuin muut jokapäiväisessä elämässämme. Muinaisista ajoista lähtien mies on oppinut mukauttamaan sen tarpeisiinsa, muuttamalla sen mekaaniseksi työksi monien erilaisten laitteiden ja mallien avulla. Voimme myös muuntaa joitain energiamuotoja muiksi.

Mekaniikan puitteissa (yksi fysiikan haaroista)mekaaninen energia on fyysinen määrä, joka kuvaa järjestelmän (ruumiin) kykyä suorittaa mekaanista työtä. Siksi indikaattori tämän tyyppisen energian läsnäolosta on kehon tietyn nopeuden läsnäolo, jolla se voi tehdä työn.

Mekaanisen energian tyypit:kineettinen ja potentiaalinen. Kummassakin tapauksessa kineettinen energia on skalaarimäärä, joka on kaikkien tietyn järjestelmän muodostavien materiaalipisteiden kineettisten energioiden summa. Yhden ruumiin (runkojärjestelmän) potentiaalienergia riippuu sen (niiden) osien suhteellisesta sijainnista ulkoisen voimakentän puitteissa. Indikaattori potentiaalisen energian muutoksista on täydellinen työ.

Keholla on kineettistä energiaaon liikkeessä (sitä voidaan muuten kutsua liikkeen energiaksi), ja potentiaaliksi - jos se nostetaan maanpinnan yläpuolelle jonkin korkeuteen (tämä on vuorovaikutuksen energia). Mitattu mekaaninen energia (kuten muilla tyypeillä) Joulesissa (J).

Löydä kehon hallussa oleva energia,sinun on löydettävä työ, joka kuluu tämän ruumiin kääntämiseen nykytilaan nollatilasta (kun kehon energia on yhtä suuri kuin nolla). Seuraavat ovat kaavoja, joiden perusteella mekaaninen energia ja sen tyypit voidaan määrittää:

- kineettinen - Ek = mV²/ 2;

- potentiaali - Ep = mgh.

Kaavoissa: m on kehon massa, V on sen translaation liikkeen nopeus, g on pudotuksen kiihtyvyys, h on korkeus, jolla ruumis nostetaan maan pinnan yläpuolelle.

Täydellisen mekaanisen energian löytäminen ruumiin runkojärjestelmästä koostuu paljastamalla sen potentiaalisten ja kineettisten komponenttien summa.

Esimerkkejä siitä, kuinka mekaaninen energia voiihmisen käyttämät työkalut keksittiin muinaisina aikoina työkaluja (veitsi, keihäs jne.) ja nykyaikaisimpia kelloja, lentokoneita ja muita mekanismeja. Tämän tyyppiset energialähteet ja sen suorittama työ voivat olla luonnon voimia (tuuli, merivuorovedet, jokien virtaukset) ja ihmisten tai eläinten fyysiset ponnistelut.

Nykyään hyvin usein järjestelmien mekaaninen työ(esimerkiksi pyörivän akselin energia) altistetaan myöhemmälle muuntamiselle sähköenergian tuotannossa, jota varten käytetään virrankehittimiä. On kehitetty monia laitteita (moottoreita), jotka kykenevät suorittamaan jatkuvan käyttönesteen potentiaalin muuttumisen mekaaniseksi energiaksi.

On olemassa fyysinen laki sen säilyttämiseksi,jonka mukaan suljetussa runkojärjestelmässä, jossa ei ole kitka- ja vastusvoimien vaikutusta, vakio on kaikkien sen muodostavien kappaleiden molempien tyyppien (Ek ja Ep) summa. Tällainen järjestelmä on ihanteellinen, mutta todellisuudessa sellaisia ​​olosuhteita ei voida saavuttaa.