Qu'est-ce que l'énergie mécanique? J'ai besoin d'une définition complète

Question

Qu'est-ce que l'énergie mécanique

conservation-de-l-energie-mecanique-penduleen physique, énergie mécanique (Emec) est l'énergie associée à la mouvement et position d'un objet généralement dans un champ de force (par exemple. champ gravitationnel). Énergie mécanique (ainsi que l'énergie thermique) peut être séparé en deux catégories, transitoire et stocké. L'énergie transitoire est l'énergie en mouvement, C'est, transfert d'énergie d'un endroit à un autre. L'énergie stockée est l'énergie contenue dans une substance ou un objet. L'énergie mécanique transitoire est communément appelée travail. L'énergie mécanique stockée existe sous l'une des deux formes: cinétique ou potentiel:

  • Énergie potentielle. Énergie potentielle, la, est défini comme l'énergie stockée dans un objet soumis à une force conservatrice. Les types courants incluent l'énergie potentielle gravitationnelle d'un objet qui dépend de sa masse et de sa distance par rapport au centre de masse d'un autre objet.
  • Énergie cinétique. L'énergie cinétique, K, est défini comme l'énergie stockée dans un objet en raison de son mouvement. Cela dépend de la vitesse d'un objet et c'est la capacité d'un objet en mouvement à travailler sur d'autres objets lorsqu'il entre en collision avec eux..

Conservation de l'énergie mécanique

D'abord le principe de la Conservation de l'énergie mécanique a été déclaré:

L'énergie mécanique totale (défini comme la somme de ses énergies potentielle et cinétique) d'une particule sur laquelle agissent uniquement des forces conservatrices est constant.

exemple-de-conservation-de-l-energie-mecanique

Voir également: Conservation de l'énergie mécanique

Un système isolé est celui dans lequel aucune force extérieure provoque des changements d'énergie. Si seulement forces conservatrices agir sur un objet et la est le énergie potentielle fonction pour la force conservatrice totale, puis

Emec = U + K

L'énergie potentielle, la, dépend de la position d'un objet soumis à une force conservatrice.

équation-énergie-potentielle

Il est défini comme la capacité de l'objet à effectuer un travail et est augmenté lorsque l'objet est déplacé dans la direction opposée à la direction de la force.

L'énergie potentielle associé à un système composé de la Terre et d'une particule proche est énergie potentielle gravitationnelle.

équation-énergie-potentielle-gravitationnelle

L'énergie cinétique, K, dépend de la vitesse d'un objet et est la capacité d'un objet en mouvement à travailler sur d'autres objets lorsqu'il entre en collision avec eux.

K = mv2

La définition mentionnée ci-dessus (Emec = U + K) suppose que le système est sans frottement et autre forces non conservatrices. La différence entre une force conservatrice et une force non conservatrice est que lorsqu'une force conservatrice déplace un objet d'un point à un autre, le travail effectué par la force conservatrice est indépendant du chemin.

Dans toute situation réelle, forces de frottement et d'autres forces non conservatrices sont présentes, mais dans de nombreux cas, leurs effets sur le système sont si faibles que le principe de conservation de l'énergie mécanique peut être utilisé comme une approximation juste. Par exemple, la force de frottement est une force non conservatrice, Lorsque vous le rattraperez, il aura la même énergie cinétique que lorsqu'il a quitté votre main..

Lorsque vous le rattraperez, il aura la même énergie cinétique que lorsqu'il a quitté votre main.. Une force non conservatrice modifie l'énergie mécanique, il y a des forces qui augmentent l'énergie mécanique totale, Lorsque vous le rattraperez, il aura la même énergie cinétique que lorsqu'il a quitté votre main., Lorsque vous le rattraperez, il aura la même énergie cinétique que lorsqu'il a quitté votre main..

Bloc glissant sur une pente inclinée sans frottement

le 1 kg bloc commence une hauteur H (disons 1 m) au-dessus de la terre, avec énergie potentielle mgH et énergie cinétique qui est égal à 0. Il glisse au sol (sans frottement) et arrive sans énergie potentielle ni énergie cinétique K = mv2. Calculer la vitesse du bloc au sol et son énergie cinétique.

Emec = U + K = constante

=> ½ mv2 = mgH

=> v = √2gH = 4.43 Mme

=> K2 = ½ x 1 kg x (4.43 Mme)2 = 19.62 kg.m2.s-2 = 19.62 J

Pendule

conservation-de-l-energie-mecanique-penduleSupposons un pendule (boule de masse m suspendue à une ficelle de longueur L que nous avons tiré vers le haut pour que la balle soit à une hauteur H < L au-dessus de son point le plus bas sur l'arc de son mouvement de corde étirée. Le pendule est soumis à la force gravitationnelle conservatrice où les forces de frottement telles que la traînée d'air et la friction au niveau du pivot sont négligeables.

Nous le libérons du repos. À quelle vitesse va-t-il au fond?

conservation-de-l-energie-mecanique-pendule2

Le pendule atteint plus grande énergie cinétique et moindre énergie potentielle quand dans le position verticale, car il aura la plus grande vitesse et sera le plus proche de la Terre à ce point. D'autre part, il aura son moindre énergie cinétique et plus grande énergie potentielle au positions extrêmes de son swing, car il a une vitesse nulle et est le plus éloigné de la Terre à ces points.

Si l'amplitude est limitée à de petites oscillations, la période T d'un simple pendule, le temps d'un cycle complet, est:

période-du-pendule-conservation-de-l'énergie

L est la longueur du pendule et g est l'accélération locale de la pesanteur. Pour les petites balançoires, la période de balançoire est approximativement la même pour des balançoires de tailles différentes. C'est, la période est indépendante de l'amplitude.

Références:
Physique des réacteurs et thermohydraulique:

  1. J. R. Lamarsh, Introduction à la théorie des réacteurs nucléaires, 2sd éd., Addison-Wesley, En train de lire, MA (1983).
  2. J. R. Lamarsh, UNE. J. Troc, Introduction au génie nucléaire, 3d éd., Prentice Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
  3. W. M. Stacey, Physique des réacteurs nucléaires, Jean Wiley & Fils, 2001, ISBN: 0- 471-39127-1.
  4. Pierre de verre, Saisonnier. Ingénierie des réacteurs nucléaires: Ingénierie des systèmes de réacteurs, Springer; 4ème édition, 1994, ISBN: 978-0412985317
  5. Todreas Neil E., Kazimi Moujid S. Systèmes nucléaires Tome I: Fondamentaux thermohydrauliques, Deuxième édition. Presse du CRC; 2 édition, 2012, ISBN: 978-0415802871
  6. Zouri B., McDaniel P. Thermodynamique dans les systèmes des centrales nucléaires. Springer; 2015, ISBN: 978-3-319-13419-2
  7. Moran Michal J., Shapiro Howard N.. Fondamentaux de l'ingénierie thermodynamique, Cinquième édition, Jean Wiley & Fils, 2006, ISBN: 978-0-470-03037-0
  8. Petit épandeur C. Dynamique des fluides moderne. Springer, 2010, ISBN 978-1-4020-8670-0.
  9. NOUS. Ministère de l'Énergie, THERMODYNAMIQUE, TRANSFERT DE CHALEUR, ET CIRCULATION DES FLUIDES. Manuel des principes fondamentaux du DOE, Le volume 1, 2 et 3. juin 1992.
0
arkadmin 3 années 0 Réponses 7007 vues 0

Laisser une réponse

Brillamment sûr et Centré sur l'étudiant Plateforme d'apprentissage 2021