Energia mecànica: quan una força opera sobre un objecte per desplaçar-lo, es diu que es realitza treball. El treball implica l'ús d'una força per moure un objecte. L'objecte recollirà energia un cop s'hagi completat el treball.
L'energia mecànica és la quantitat d'energia que adquireix un objecte que treballa. En aquest article es tractaran la fórmula i els exemples de l'energia mecànica, així com el concepte i els components de l'energia mecànica.
Taula de contingut
- Energia mecànica
- Fórmula de l'energia mecànica
- Exemples d'energia mecànica
- L'energia mecànica és potencial o cinètica?
- Convertir energia mecànica en energia elèctrica
- Preguntes de mostra
Energia mecànica
La suma de l'energia cinètica i potencial d'un objecte s'anomena energia mecànica. S'acumula com a resultat de fer una tasca específica. Per dir-ho d'una altra manera, podem caracteritzar l'energia d'un objecte en funció de la seva velocitat o posició, o ambdues.
A causa de la seva ubicació, sabem que l'objecte posseeix energia potencial. Perquè es necessitarà una mica de mà d'obra per posar un objecte a una alçada específica. A més, un objecte té energia cinètica pel treball que fa per moure's. Quan un objecte es mou, se suposa que la seva energia potencial és zero. La seva energia cinètica, en canvi, serà 0 mentre estigui en repòs.
Comprovar: Tipus d'energia: definició, tipus, exemples i fets
Fórmula de l'energia mecànica
La fórmula de l'energia mecànica és la següent:
Energia mecànica (M.E.) = Energia cinètica (K.E.) + Energia potencial (P.E.)
On,
- Energia cinètica (K.E.) = (1/2)mv2
- Energia potencial (P.E.) = m × g × h
∴ Energia mecànica (M.E.) = ((1/2)mv 2 ) + (m × g × h)
On,
- m = massa de l'objecte,
- v = velocitat de l'objecte,
- g = acceleració deguda a la gravetat,
- h = alçada de l'objecte des del terra.
Exemples d'energia mecànica
Córrer o caminar : Quan corres o camines, el teu cos converteix l'energia química dels aliments en energia mecànica, impulsant-te cap endavant.
Pèndol oscil·lant: Un pèndol oscil·lant presenta energia mecànica mentre oscil·la entre l'energia potencial en el punt més alt del seu oscil·lació i l'energia cinètica en el punt més baix.
Vehicles en moviment : Els cotxes, trens, bicicletes i altres vehicles converteixen el combustible o l'energia humana en energia mecànica per moure's d'un lloc a un altre.
int a char java
Estirar una primavera: Quan estireu una molla, esteu aplicant una força per desplaçar-la, emmagatzemant energia mecànica potencial dins de la molla.
Fulles giratòries: Els aerogeneradors i les hèlixs dels avions converteixen la potència del vent o del motor en energia mecànica per generar electricitat o impulsar l'avió cap endavant.
L'energia mecànica és potencial o cinètica?
L'energia mecànica pot ser potencial o cinètica. L'energia potencial es relaciona amb la posició o condició d'un objecte, mentre que l'energia cinètica està relacionada amb el seu moviment . Penseu en un pes elevat (energia potencial) versus una bola en moviment (energia cinètica).
Convertir energia mecànica en energia elèctrica
- Convertir energia mecànica en energia elèctrica implica transformar el moviment físic o l'energia potencial dels sistemes mecànics en energia elèctrica.
- Aquest procés s'utilitza en diferents tecnologies com els generadors, on les forces mecàniques, com el vent o els corrents d'aigua, fan girar les turbines .
- Les turbines converteixen l'energia mecànica en energia elèctrica mitjançant inducció electromagnètica.
- Els materials piezoelèctrics també poden convertir l'estrès mecànic o la vibració directament en energia elèctrica.
- Les aplicacions d'aquesta conversió inclouen sensors, dispositius de recollida d'energia i tecnologia wearable.
R exaltat article
- Com calcular l'energia mecànica?
- Conversió d'energia
- Energia
- Energia cinètica
- Llei de Conservació de l'Energia
- Usos de l'electricitat a la vida quotidiana
Preguntes de mostra
Pregunta 1: Definiu l'energia mecànica.
Respon :
La suma de l'energia cinètica i potencial d'un objecte s'anomena energia mecànica. L'energia cinètica d'un objecte està relacionada amb el seu moviment i l'energia potencial està relacionada amb la seva posició. Si no hi ha moviment a l'objecte, l'energia mecànica total només serà l'energia potencial present en ell, de la mateixa manera, si la posició de l'objecte no es modifica, ni l'orientació de l'objecte, llavors l'objecte no té energia potencial.
Pregunta 2: Un cos que vola a una altitud determinada des del terra té 500 J d'energia cinètica i 738 J d'energia potencial. Calcula l'energia mecànica total implicada.
Solució:
Donat: K.E. = 500 J, P.E. = 738 J
Des que,
Energia mecànica (M.E.) = Energia cinètica (K.E.) + Energia potencial (P.E.)
∴ M.E. = 500 + 738
∴ M.E. = 1238 J
Pregunta 3: Una persona s'asseu en un edifici amb una alçada de 23 m i una massa de 150 kg. Determineu quanta energia mecànica hi ha.
Solució:
Donats: h = 23 m, m = 150 kg, K.E. = 0 (Persona en posició estàtica)
Des que,
Energia mecànica (M.E.) = ((1/2)mv2) + (m × g × h)
∴ M.E = 0 + 150 × 9,81 × 23
∴ M.E. = 150 × 9,81 × 23
∴ M.E. = 33810 J
Pregunta 4: Calculeu l'energia mecànica d'un article de 21 kg que viatja a 10 ms -1 velocitat.
Solució:
Donat: m = 21 kg, v = 10 ms-1, P.E = 0 (l'objecte es mou)
Des que,
Energia mecànica (M.E.) = ((1/2)mv2) + (m × g × h)
∴ M.E. = ((1/2) × 21 × 102)) + 0
∴ M.E. = 1050 J
Pregunta 5: Si l'energia cinètica d'un objecte és de 230 J i l'energia potencial d'un objecte és de 300 J, trobeu l'energia mecànica.
Solució:
Donat: K.E. = 230 J, P.E. = 300 J
Des que,
Energia mecànica (M.E.) = Energia cinètica (K.E.) + Energia potencial (P.E.)
∴ M.E. = 230 + 300
∴ M.E. = 530 J
Pregunta 6: Calculeu l'energia mecànica quan el cotxe va viatjar a una velocitat de 18 m/s i la seva massa és de 7 kg.
Solució:
Donat: m = 7 kg, v = 18 ms-1, P.E = 0 (el cotxe es mou)
Des que,
Energia mecànica (M.E.) = ((1/2)mv2) + (m × g × h)
∴ M.E. = ((1/2) × 7 × 182)) + 0
∴ M.E. = 1134 J
Conclusió de l'Energia Mecànica
L'energia mecànica és un concepte fonamental en física que engloba tant les formes potencials com les cinètiques. Tant si es tracta de l'energia emmagatzemada de la posició d'un objecte com de l'energia del seu moviment, l'energia mecànica té un paper crucial en diversos fenòmens naturals i tecnologies fetes per l'home. Entendre com funciona l'energia mecànica ens permet aprofitar-la per a aplicacions pràctiques, des de la generació d'electricitat fins a l'alimentació de dispositius quotidians. Aquest procés de conversió d'energia continua impulsant la innovació i donant forma al nostre món modern.
Energia mecànica: preguntes freqüents
Què és l'energia mecànica?
L'energia mecànica és l'energia que posseeix un objecte a causa del seu moviment (energia cinètica) o posició (energia potencial) o la combinació d'ambdós.
Com es calcula l'energia mecànica?
L'energia mecànica total d'un objecte és la suma de la seva energia cinètica (0,5 * massa * velocitat^2) i la seva energia potencial (massa * gravetat * alçada), si escau.
Quins són els tipus d'energia mecànica?
Hi ha dos tipus principals d'energia mecànica: l'energia cinètica, que s'associa amb el moviment d'un objecte, i l'energia potencial, que s'associa amb la posició o l'estat d'un objecte.
Quins són alguns exemples d'energia mecànica?
Alguns exemples d'energia mecànica inclouen un pèndol que oscil·la, un cotxe en moviment, una molla estirada, una bola que roda i molts altres on hi ha moviment o posició.
Com es relaciona l'energia mecànica amb el treball?
Es treballa sobre un objecte quan una força fa que es mogui a una distància. L'energia mecànica està relacionada amb el treball, ja que el treball pot transferir energia cap a o des d'un objecte, canviant la seva energia mecànica.
L'energia mecànica es pot convertir en altres formes d'energia?
Sí, l'energia mecànica es pot convertir en altres formes d'energia, com l'energia elèctrica en un generador, l'energia tèrmica mitjançant la fricció o l'energia sonora quan un objecte vibra.
Es conserva l'energia mecànica?
Segons el principi de conservació de l'energia mecànica, en absència de forces no conservatives com la fricció o la resistència de l'aire, l'energia mecànica total d'un sistema es manté constant.
Com s'utilitza l'energia mecànica a la vida quotidiana?
L'energia mecànica s'utilitza d'innombrables maneres en la vida quotidiana, des del transport (cotxes, bicicletes) fins als electrodomèstics (batedores, ascensors) fins a l'esport (córrer, saltar).
Quines són algunes aplicacions del món real de l'energia mecànica?
Les aplicacions del món real de l'energia mecànica inclouen fonts d'energia renovables com ara turbines eòliques i preses hidroelèctriques, així com maquinària i equips utilitzats en la fabricació i la construcció.
Com es pot optimitzar o aprofitar l'energia mecànica de manera més eficient?
L'energia mecànica es pot optimitzar reduint la fricció i altres fonts de pèrdua d'energia, millorant el disseny i l'eficiència de les màquines i utilitzant materials i tecnologies avançades.