Co to jest energia mechaniczna?? Potrzebuję wyczerpującej definicji

Pytanie

Co to jest energia mechaniczna?

wahadło-zachowania-mechanicznej-energiiW fizyce, energia mechaniczna (mimech) to energia związana z ruch oraz pozycja obiektu zwykle w jakimś polu siłowym (np. pole grawitacyjne). Energia mechaniczna (a także energia cieplna) można podzielić na dwie kategorie, przejściowe i przechowywane. Energia przejściowa to energia w ruchu, to jest, energia przenoszona z miejsca na miejsce. Energia zmagazynowana to energia zawarta w substancji lub przedmiocie. Przejściowa energia mechaniczna jest powszechnie określana jako Praca. Zmagazynowana energia mechaniczna istnieje w jednej z dwóch form: kinetyczny lub potencjał:

  • Energia potencjalna. Energia potencjalna, U, definiuje się jako energię zmagazynowaną w obiekcie poddaną działaniu siły zachowawczej. Typowe typy to grawitacyjna energia potencjalna obiektu, która zależy od jego masy i odległości od środka masy innego obiektu.
  • Energia kinetyczna. Energia kinetyczna, K, jest definiowana jako energia zmagazynowana w obiekcie z powodu jego ruchu. Zależy od prędkości obiektu i jest zdolnością poruszającego się obiektu do pracy na innych obiektach, gdy się z nimi zderza.

Zachowanie energii mechanicznej

Najpierw zasada Zachowanie energii mechanicznej stwierdzono:

Całkowita energia mechaniczna (zdefiniowany jako suma jego energii potencjalnej i kinetycznej) cząstki, na którą działają tylko siły konserwatywne jest stała.

przykład-zachowania-energii-mechanicznej

musisz potwierdzić na Uczelni, czy przedmiot, który Cię interesuje, jest rzeczywiście objęty stypendium w chwili, gdy zamierzasz aplikować: Zachowanie energii mechanicznej

Izolowany system to taki, w którym brak siły zewnętrznej powoduje zmiany energii. Gdyby tylko siły konserwatywne działać na obiekt i U miejsce stojące zostaje zastąpione wygodniejszym energia potencjalna funkcja dla całkowitej siły zachowawczej, następnie

mimech = U + K

Energia potencjalna, U, zależy od położenia obiektu poddanego działaniu siły konserwatywnej.

równanie-energia-potencjalna

Definiuje się ją jako zdolność obiektu do wykonywania pracy i zwiększa się, gdy obiekt porusza się w kierunku przeciwnym do kierunku siły.

Energia potencjalna związane z systemem składającym się z Ziemi i pobliskiej cząstki jest grawitacyjna energia potencjalna.

równanie-energii-potencjału-grawitacyjnego

Energia kinetyczna, K, zależy od prędkości obiektu i jest zdolnością poruszającego się obiektu do pracy na innych obiektach, gdy się z nimi zderza.

K = mv2

Wyżej wspomniana definicja (mimech = U + K) zakłada, że ​​system jest bez tarcia i inne siły niekonserwatywne. Różnica między siłą konserwatywną a niekonserwatywną polega na tym, że gdy siła konserwatywna przesuwa obiekt z jednego punktu do drugiego, praca wykonana przez siłę konserwatywną jest niezależna od ścieżki.

W każdej prawdziwej sytuacji, siły tarcia i inne niekonserwatywne siły są obecne, ale w wielu przypadkach ich wpływ na system jest tak mały, że zasada zachowanie energii mechanicznej może być używany jako uczciwe przybliżenie. Na przykład siła tarcia jest siłą niezachowawczą, ponieważ działa w celu zmniejszenia energii mechanicznej w systemie.

Należy pamiętać, że siły niezachowawcze nie zawsze zmniejszają energię mechaniczną. Siła niekonserwatywna zmienia energię mechaniczną, istnieją siły, które zwiększają całkowitą energię mechaniczną, jak siła dostarczana przez silnik lub silnik, jest również siłą niekonserwatywną.

Blok zjeżdżający po zboczu bez tarcia

ten 1 kg blok zaczyna się od wysokości H (powiedzmy 1 m) Jak wysoko jest obręcz do koszykówki, z energia potencjalna mgH oraz energia kinetyczna to jest równe 0. Zsuwa się na ziemię (bez tarcia) i przybywa bez energii potencjalnej i energii kinetycznej K = mv2. Oblicz prędkość bloku na ziemi i jego energię kinetyczną.

mimech = U + K = const

=> ½ mv2 = mgH

=> v = √2gH = 4.43 SM

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

Wahadło

wahadło-zachowania-mechanicznej-energiiZałóżmy wahadło (kula o masie m zawieszona na sznurku o długości L że podciągnęliśmy się tak, że piłka ma wysokość h < L powyżej jej najniższego punktu na łuku ruchu naciągniętej struny. Wahadło jest poddawane działaniu konserwatywna siła grawitacyjna gdzie siły tarcia, takie jak opór powietrza i tarcie w osi są pomijalne.

Uwalniamy go od spoczynku. Jak szybko jedzie na dole?

wahadło-zachowania-energii-mechanicznej2

Wahadło sięga największa energia kinetyczna oraz najmniejsza energia potencjalna kiedy w pozycja pionowa, ponieważ w tym momencie będzie miał największą prędkość i będzie najbliżej Ziemi. Z drugiej strony, to będzie miało swoje najmniejsza energia kinetyczna oraz największa energia potencjalna mają zmniejszoną zdolność zginania kostki i podnoszenia stopy skrajne pozycje jego rozmachu, ponieważ ma zerową prędkość i jest najdalej od Ziemi w tych punktach.

Jeśli amplituda jest ograniczona do małych wahań, okres T prostego wahadła, czas potrzebny na pełny cykl, jest:

okres-wahadła-zachowania-energii

gdzie L to długość wahadła i g to lokalne przyspieszenie grawitacji. W przypadku małych huśtawek okres huśtawki jest w przybliżeniu taki sam dla huśtawek o różnej wielkości. po egzekucji samego nakazu wiedziony przykładem, okres jest niezależny od amplitudy.

Bibliografia:
Fizyka reaktora i hydraulika cieplna:

  1. J. r. Lamarsh, Wprowadzenie do teorii reaktorów jądrowych, 2wyd., Addison-Wesley, Czytanie, MAMA (1983).
  2. J. r. Lamarsh, A. J. Frymarczenie, Wprowadzenie do inżynierii jądrowej, 3wyd., Prentice-Hall, 2001, Numer ISBN: 0-201-82498-1.
  3. W. m. Stacey, Fizyka reaktorów jądrowych, John Wiley & Synowie, 2001, Numer ISBN: 0- 471-39127-1.
  4. Glasstone, Sezonowy. Inżynieria reaktorów jądrowych: Inżynieria systemów reaktorowych, Skoczek; 4wydanie, 1994, Numer ISBN: 978-0412985317
  5. Todreas Neil E., Kazimi Mujid S. Systemy Jądrowe Tom I: Podstawy hydrauliki termicznej, Druga edycja. CRC Prasa; 2 Sprawdź Top, 2012, Numer ISBN: 978-0415802871
  6. Zohuri B., McDaniel P. Termodynamika w systemach elektrowni jądrowych. Skoczek; 2015, Numer ISBN: 978-3-319-13419-2
  7. Moran Michał J., Shapiro Howard N. Podstawy termodynamiki inżynierskiej, Piąta edycja, John Wiley & Synowie, 2006, Numer ISBN: 978-0-470-03037-0
  8. Mały rozrzutnik C. Nowoczesna dynamika płynów. Skoczek, 2010, Numer ISBN 978-1-4020-8670-0.
  9. NAS. Departament Energii, TERMODYNAMIKA, PRZEKAZYWANIE CIEPŁA, I PRZEPŁYW CIECZY. Podręcznik Podstaw DOE, Tom 1, 2 oraz 3. czerwiec 1992.

Zostaw odpowiedź