Hvordan konserveres mekanisk energi?

Hvad er mekanisk energi?

Mekanisk energi er summen af ​​et systems potentiale og kinetiske energi.

* potentiel energi (PE): Energi lagret på grund af et objekts position eller konfiguration. Eksempler inkluderer:

* gravitationspotentiale energi: Energi lagret på grund af et objekts højde over et referencepunkt.

* Elastisk potentiel energi: Energi opbevaret i en strakt eller komprimeret fjeder.

* kinetisk energi (KE): Energi besiddet af et objekt på grund af dets bevægelse. Det afhænger af objektets masse og hastighed.

Konservative kræfter:

Disse kræfter fungerer, der er uafhængigt af den sti, der er taget. De har den ejendom, som det arbejde, der udføres af styrken på et objekt, der flytter fra et punkt til et andet, er det samme uanset den sti, der er taget. Eksempler inkluderer:

* tyngdekraft: Arbejdet, der udføres af tyngdekraften, bestemmes kun af forskellen i højden, ikke den rejste sti.

* Elastiske kræfter: Arbejdet, der udføres af en fjeder, bestemmes kun af mængden af ​​komprimering eller strækning, ikke den sti, der er taget.

Ikke-konservative kræfter:

Disse kræfter fungerer, der afhænger af den sti, der er taget. Eksempler inkluderer:

* Friktion: Arbejde udført af friktion afhænger af den kørte afstand, ikke kun de indledende og endelige positioner.

* Luftbestandighed: Arbejde udført af luftmodstand afhænger også af den rejste sti.

hvordan mekanisk energi konserveres:

I et lukket system med kun konservative kræfter, der handler, sker følgende:

1. Arbejdsenergi-sætning: Når konservative kræfter arbejder på et objekt, er det udførte arbejde lig med ændringen i objektets mekaniske energi.

2. Intet energitab: Da konservative kræfter ikke spreder energi, forbliver den samlede mekaniske energi konstant. Enhver ændring i potentiel energi omdannes direkte til kinetisk energi og vice versa.

Eksempel:

Forestil dig en bold, der falder fra en højde. Her er, hvordan mekanisk energi konserveres:

* Oprindeligt:​​ Bolden har høj potentiel energi og lav kinetisk energi.

* som det falder: Tyngdekraften fungerer på bolden og omdanner potentiel energi til kinetisk energi. Bolden accelererer og får hastighed.

* lige inden du rammer jorden: Bolden har høj kinetisk energi og lav potentiel energi.

Vigtig note:

* virkelige verdensscenarier: I virkeligheden er der altid nogle ikke-konservative kræfter, der er til stede (f.eks. Friktion, luftmodstand). Disse kræfter forårsager et fald i mekanisk energi, der konverterer den til andre former som varme.

* lukket system: Begrebet mekanisk energibesparelse er mest nøjagtigt i ideelle, lukkede systemer, hvor ikke-konservative kræfter er ubetydelige.

Fortæl mig, hvis du har flere spørgsmål!