Механічна енергія – коли сила діє на об’єкт, щоб змістити його, кажуть, що виконується робота. Робота передбачає застосування сили для переміщення предмета. Об'єкт буде збирати енергію після завершення роботи над ним.

Механічна енергія – це кількість енергії, яку набуває робочий об’єкт. Формула механічної енергії та її приклади будуть розглянуті в цій статті, а також поняття та компоненти механічної енергії.

Зміст

• Механічна енергія
• Формула механічної енергії
• Приклади механічної енергії
• Механічна енергія потенційна чи кінетична?
• Перетворення механічної енергії в електричну
• Приклади запитань

Механічна енергія

Сума кінетичної та потенційної енергії в об’єкті називається механічною енергією. Він накопичується в результаті виконання певного завдання. Іншими словами, ми можемо охарактеризувати енергію об’єкта на основі його швидкості або положення, або обох.

Завдяки своєму розташуванню ми знаємо, що об’єкт володіє потенційною енергією. Оскільки для встановлення об’єкта на певній висоті знадобиться певна праця. Крім того, об’єкт має кінетичну енергію через роботу, яку він виконує, щоб рухатися. Коли об’єкт рухається, його потенційна енергія вважається рівною нулю. З іншого боку, його кінетична енергія дорівнюватиме 0, поки він перебуває в стані спокою.

перевірити: Види енергії – визначення, типи, приклади та факти

Формула механічної енергії

Формула механічної енергії така:

Механічна енергія (M.E.) = Кінетична енергія (K.E.) + Потенційна енергія (P.E.)

Де,

• Кінетична енергія (K.E.) = (1/2)mv²
• Потенціальна енергія (P.E.) = m × g × h

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

Де,

• m = маса об'єкта,
• v = швидкість об'єкта,
• g = прискорення сили тяжіння,
• h = висота об'єкта від землі.

Приклади механічної енергії

Біг або ходьба : коли ви бігаєте або ходите, ваше тіло перетворює хімічну енергію з їжі в механічну, що рухає вас вперед.

Маятник, що хитається: Маятник, що коливається, виявляє механічну енергію, коли він коливається вперед і назад між потенційною енергією в найвищій точці свого коливання та кінетичною енергією в найнижчій точці.

Транспортні засоби, що рухаються : автомобілі, потяги, велосипеди та інші транспортні засоби перетворюють паливо або енергію людини в механічну енергію, щоб пересуватися з одного місця в інше.

конкатенація рядка java

Розтягування пружини: Коли ви розтягуєте пружину, ви прикладаєте силу, щоб змістити її, зберігаючи потенційну механічну енергію всередині пружини.

Обертові леза: Вітрові турбіни та пропелери на літаках перетворюють енергію вітру чи двигуна на механічну енергію для виробництва електроенергії чи руху літака вперед.

Механічна енергія потенційна чи кінетична?

Механічна енергія може бути потенційною або кінетичною. Потенціальна енергія пов’язана з положенням або станом об’єкта, тоді як кінетична енергія пов’язана з його рухом . Подумайте про підняту вагу (потенційну енергію) проти рухомої кулі (кінетична енергія).

Перетворення механічної енергії в електричну

• Перетворення механічної енергії в електричну передбачає перетворення фізичного руху або потенційної енергії механічних систем в електричну енергію.
• Цей процес використовується в різних технологіях наприклад, генератори, де механічні сили, такі як вітер або водні потоки, обертають турбіни .
• Турбіни перетворюють механічну енергію в електричну за допомогою електромагнітної індукції.
• П'єзоелектричні матеріали також можуть перетворювати механічну напругу або вібрацію безпосередньо в електричну енергію.
• Застосування цього перетворення включають датчики, пристрої збору енергії та носимі технології.

Р захоплена стаття

• Як розрахувати механічну енергію?
• Перетворення енергії
• Енергія
• Кінетична енергія
• Закон збереження енергії
• Використання електроенергії в повсякденному житті

Приклади запитань

Питання 1: Дайте визначення механічної енергії.

Відповідь :

Суму кінетичної та потенційної енергії в об’єкті називають механічною енергією. Кінетична енергія об’єкта пов’язана з його рухом, а потенційна енергія – з його положенням. Якщо в об’єкті немає руху, загальна механічна енергія буде лише наявною в ньому потенційною енергією; аналогічно, якщо ні положення об’єкта, ні орієнтація об’єкта не змінюються, тоді об’єкт не має потенціальної енергії.

Запитання 2: Тіло, що летить на певній висоті від землі, має 500 Дж кінетичної енергії та 738 Дж потенціальної енергії. Обчисліть повну залучену механічну енергію.

рішення:

Дано: К.Е. = 500 Дж, П.Е. = 738 Дж

оскільки,

Механічна енергія (M.E.) = Кінетична енергія (K.E.) + Потенційна енергія (P.E.)

∴ M.E. = 500 + 738

∴ M.E. = 1238 Дж

Питання 3: Людина сидить на будівлі висотою 23 м і масою 150 кг. Визначте кількість механічної енергії.

рішення:

Дано: h = 23 м, m = 150 кг, к.е. = 0 (Людина в статичному положенні)

оскільки,

Механічна енергія (M.E.) = ((1/2)mv²) + (m × g × h)

∴ M.E = 0 + 150 × 9,81 × 23

∴ M.E. = 150 × 9,81 × 23

∴ M.E. = 33810 Дж

Запитання 4: Обчисліть механічну енергію предмета вагою 21 кг, який рухається за 10 мс ^-1 швидкість.

рішення:

Дано: m = 21 кг, v = 10 мс^-1, P.E = 0 (Об'єкт рухається)

оскільки,

Механічна енергія (M.E.) = ((1/2)mv²) + (m × g × h)

∴ M.E. = ((1/2) × 21 × 10²)) + 0

∴ M.E. = 1050 Дж

Запитання 5: Якщо кінетична енергія об’єкта дорівнює 230 Дж, а потенціальна – 300 Дж, то знайдіть механічну енергію.

рішення:

Дано: К.Е. = 230 Дж, П.Е. = 300 Дж

оскільки,

Механічна енергія (M.E.) = Кінетична енергія (K.E.) + Потенційна енергія (P.E.)

∴ M.E. = 230 + 300

∴ M.E. = 530 Дж

Питання 6: Обчисліть механічну енергію, коли автомобіль їхав зі швидкістю 18 м/с, а його маса 7 кг.

рішення:

Дано: m = 7 кг, v = 18 мс^-1, P.E = 0 (автомобіль рухається)

оскільки,

Механічна енергія (M.E.) = ((1/2)mv²) + (m × g × h)

∴ M.E. = ((1/2) × 7 × 18²)) + 0

∴ M.E. = 1134 Дж

Висновок з механічної енергії

Механічна енергія є фундаментальним поняттям у фізиці, яке охоплює як потенційну, так і кінетичну форми. Будь то накопичена енергія положення об’єкта чи енергія його руху, механічна енергія відіграє вирішальну роль у різноманітних природних явищах і техніках, створених людиною. Розуміння того, як працює механічна енергія, дозволяє нам використовувати її для практичного застосування, від виробництва електроенергії до живлення побутових пристроїв. Цей процес перетворення енергії продовжує стимулювати інновації та формувати наш сучасний світ.

Механічна енергія - поширені запитання

Що таке механічна енергія?

Механічна енергія — це енергія, якою володіє об’єкт через його рух (кінетична енергія) або положення (потенційна енергія) або їх поєднання.

Як обчислюється механічна енергія?

Загальна механічна енергія об’єкта – це сума його кінетичної енергії (0,5 * маса * швидкість^2) і потенційної енергії (маса * сила тяжіння * висота), якщо це можливо.

Які є види механічної енергії?

Існує два основних види механічної енергії: кінетична енергія, яка пов’язана з рухом об’єкта, і потенційна енергія, яка пов’язана з положенням або станом об’єкта.

Які приклади механічної енергії?

Приклади механічної енергії включають коливальний маятник, автомобіль, що рухається, розтягнуту пружину, кулю, що котиться, і багато інших, де бере участь рух або положення.

Як механічна енергія пов’язана з роботою?

Робота виконується над об’єктом, коли сила змушує його переміщатися на відстань. Механічна енергія пов’язана з роботою, оскільки робота може передавати енергію до об’єкта або від нього, змінюючи його механічну енергію.

Чи можна механічну енергію перетворити на інші види енергії?

Так, механічну енергію можна перетворити в інші форми енергії, такі як електрична енергія в генераторі, теплова енергія через тертя або звукова енергія під час вібрації об’єкта.

Чи зберігається механічна енергія?

Відповідно до принципу збереження механічної енергії, за відсутності неконсервативних сил, таких як тертя або опір повітря, повна механічна енергія системи залишається сталою.

Як використовується механічна енергія в повсякденному житті?

У повсякденному житті механічна енергія використовується безліччю способів: від транспорту (автомобілі, велосипеди) до побутової техніки (блендери, ліфти) до спорту (біг, стрибки).

Які приклади механічної енергії в реальному світі?

Реальне застосування механічної енергії включає відновлювані джерела енергії, такі як вітрові турбіни та греблі гідроелектростанцій, а також машини та обладнання, що використовуються у виробництві та будівництві.

Як можна оптимізувати або ефективніше використовувати механічну енергію?

Механічну енергію можна оптимізувати, зменшивши тертя та інші джерела втрат енергії, покращивши конструкцію та ефективність машин, а також використовуючи передові матеріали та технології.