Mekaaninen energia - Kun voima vaikuttaa esineeseen sen siirtämiseksi, sanotaan, että työtä tehdään. Työ edellyttää voiman käyttöä esineen siirtämiseen. Kohde kerää energiaa, kun työ on valmis.

Mekaaninen energia on työkappaleen hankkiman energian määrä. Tässä artikkelissa käsitellään mekaanisen energian kaavaa ja esimerkkejä sekä mekaanisen energian käsitettä ja komponentteja.

Sisällysluettelo

• Mekaaninen energia
• Mekaanisen energian kaava
• Esimerkkejä mekaanisesta energiasta
• Onko mekaaninen energiapotentiaalinen vai kineettinen?
• Mekaanisen energian muuntaminen sähköenergiaksi
• Esimerkkikysymykset

Mekaaninen energia

Kohteen kineettisen ja potentiaalisen energian summaa kutsutaan mekaaniseksi energiaksi. Se muodostuu tietyn tehtävän suorittamisen seurauksena. Toisin sanoen voimme luonnehtia kohteen energiaa sen nopeuden tai sijainnin tai molempien perusteella.

Sijaintinsa vuoksi tiedämme, että esineellä on potentiaalista energiaa. Koska kohteen asettaminen tietylle korkeudelle vaatii jonkin verran työtä. Lisäksi esineellä on kineettistä energiaa sen työstä johtuen, että se liikkuu. Kun esine liikkuu, sen potentiaalienergia oletetaan olevan nolla. Sen kineettinen energia sen sijaan on 0, kun se on levossa.

Tarkistaa: Energiatyypit – määritelmät, tyypit, esimerkit ja tosiasiat

Mekaanisen energian kaava

Mekaanisen energian kaava on seuraava:

Mekaaninen energia (M.E.) = kineettinen energia (K.E.) + potentiaalinen energia (P.E.)

Missä,

• Kineettinen energia (K.E.) = (1/2) mv²
• Potentiaalinen energia (P.E.) = m × g × h

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

Missä,

• m = kohteen massa,
• v = kohteen nopeus,
• g = painovoiman aiheuttama kiihtyvyys,
• h = kohteen korkeus maasta.

Esimerkkejä mekaanisesta energiasta

Juoksu tai kävely : Kun juokset tai kävelet, kehosi muuntaa ruoasta tulevan kemiallisen energian mekaaniseksi energiaksi, mikä vie sinut eteenpäin.

Heiluva heiluri: Heiluva heiluri osoittaa mekaanista energiaa, kun se värähtelee edestakaisin heilahdusnsa korkeimmassa kohdassa olevan potentiaalienergian ja alimman pisteen kineettisen energian välillä.

Liikkuvat ajoneuvot : Autot, junat, polkupyörät ja muut ajoneuvot muuttavat polttoaineen tai ihmisen energian mekaaniseksi energiaksi liikkuakseen paikasta toiseen.

valitse sql useista taulukoista

Jousen venyttäminen: Kun venytät jousta, käytät voimaa sen siirtämiseksi, mikä varastoi potentiaalista mekaanista energiaa jousen sisään.

Pyörivät terät: Lentokoneiden tuuliturbiinit ja potkurit muuttavat tuuli- tai moottorivoiman mekaaniseksi energiaksi sähkön tuottamiseksi tai lentokoneen kuljettamiseksi eteenpäin.

Onko mekaaninen energiapotentiaalinen vai kineettinen?

Mekaaninen energia voi olla joko potentiaalista tai kineettistä. Potentiaalinen energia liittyy esineen sijaintiin tai tilaan, kun taas kineettinen energia liittyy sen liikkeeseen . Ajattele nostettua painoa (potentiaalienergia) verrattuna liikkuvaan palloon (kineettinen energia).

Mekaanisen energian muuntaminen sähköenergiaksi

• Mekaanisen energian muuntaminen sähköenergiaksi sisältää mekaanisten järjestelmien fyysisen liikkeen tai potentiaalienergian muuttamisen sähkövoimaksi.
• Tätä prosessia hyödynnetään erilaisissa teknologioissa kuten generaattorit, joissa mekaaniset voimat, kuten tuuli- tai vesivirrat, pyörittävät turbiineja .
• Turbiinit muuttavat mekaanisen energian sähköenergiaksi sähkömagneettisen induktion avulla.
• Pietsosähköiset materiaalit voivat myös muuttaa mekaanisen jännityksen tai tärinän suoraan sähköenergiaksi.
• Tämän muunnoksen sovelluksia ovat mm anturit, energiankeruulaitteet ja puettava tekniikka.

R iloinen artikkeli

• Kuinka laskea mekaaninen energia?
• Energian muuntaminen
• Energiaa
• Kineettinen energia
• Energian säilymisen laki
• Sähkön käyttö jokapäiväisessä elämässä

Esimerkkikysymykset

Kysymys 1: Määrittele mekaaninen energia.

Vastaus :

Kohteen kineettisen ja potentiaalisen energian summaa kutsutaan mekaaniseksi energiaksi. Esineen kineettinen energia liittyy sen liikkeeseen ja potentiaalienergia sen sijaintiin. Jos esineessä ei ole liikettä, mekaaninen kokonaisenergia on vain siinä oleva potentiaalienergia, samoin jos kohteen sijaintia ei muuteta, eikä kohteen suuntaa, niin esineellä ei ole potentiaalienergiaa.

Kysymys 2: Tietyllä korkeudella maasta lentävällä keholla on 500 J kineettistä energiaa ja 738 J potentiaalienergiaa. Laske siihen liittyvä mekaaninen kokonaisenergia.

Ratkaisu:

Annettu: K.E. = 500 J, P.E. = 738 J

Siitä asti kun,

Mekaaninen energia (M.E.) = kineettinen energia (K.E.) + potentiaalinen energia (P.E.)

∴ M.E. = 500 + 738

∴ M.E. = 1238 J

Kysymys 3: Henkilö istuu rakennuksen päällä, jonka korkeus on 23 m ja massa 150 kg. Määritä kuinka paljon mekaanista energiaa on.

Ratkaisu:

Annettu: h = 23 m, m = 150 kg, K.E. = 0 (henkilö staattisessa asennossa)

Siitä asti kun,

Mekaaninen energia (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

Kysymys 4: Laske 21 kg painavan esineen mekaaninen energia, joka kulkee 10 ms ^-1 nopeus.

Ratkaisu:

Annettu: m = 21 kg, v = 10 ms^-1, P.E = 0 (objekti liikkuu)

Siitä asti kun,

Mekaaninen energia (M.E.) = ((1/2)mv²) + (m × g × h)

∴ M.E. = ((1/2) × 21 × 10²)) + 0

∴ M.E. = 1050 J

Kysymys 5: Jos kohteen kineettinen energia on 230 J ja kohteen potentiaalienergia on 300 J, niin etsi mekaaninen energia.

Ratkaisu:

Annettu: K.E. = 230 J, P.E. = 300 J

Siitä asti kun,

Mekaaninen energia (M.E.) = kineettinen energia (K.E.) + potentiaalinen energia (P.E.)

∴ M.E. = 230 + 300

∴ M.E. = 530 J

Kysymys 6: Laske mekaaninen energia, kun auto kulki nopeudella 18 m/s ja sen massa on 7 kg.

Ratkaisu:

Annettu: m = 7 kg, v = 18 ms^-1, P.E = 0 (auto liikkuu)

Siitä asti kun,

Mekaaninen energia (M.E.) = ((1/2)mv²) + (m × g × h)

∴ M.E. = ((1/2) × 7 × 18²)) + 0

∴ M.E. = 1134 J

Johtopäätös mekaanisesta energiasta

Mekaaninen energia on fysiikan peruskäsite, joka kattaa sekä potentiaaliset että kineettiset muodot. Olipa kyseessä esineen sijainnin varastoitunut energia tai sen liikkeen energia, mekaanisella energialla on ratkaiseva rooli erilaisissa luonnonilmiöissä ja ihmisen tekemissä teknologioissa. Mekaanisen energian toiminnan ymmärtäminen antaa meille mahdollisuuden valjastaa sitä käytännön sovelluksiin sähköntuotannosta päivittäisten laitteiden virtalähteeseen. Tämä energian muunnosprosessi ajaa edelleen innovaatioita ja muokkaa nykyaikaista maailmaamme.

Mekaaninen energia - UKK

Mitä on mekaaninen energia?

Mekaaninen energia on energiaa, joka esineellä on sen liikkeen (kineettinen energia) tai sijainnin (potentiaalienergia) tai molempien yhdistelmän vuoksi.

Miten mekaaninen energia lasketaan?

Esineen mekaaninen kokonaisenergia on sen kineettisen energian (0,5 * massa * nopeus^2) ja sen potentiaalienergian (massa * painovoima * korkeus) summa, jos mahdollista.

Mitkä ovat mekaanisen energian tyypit?

Mekaanista energiaa on kahta päätyyppiä: kineettinen energia, joka liittyy esineen liikkeeseen, ja potentiaalienergia, joka liittyy esineen sijaintiin tai tilaan.

Mitkä ovat esimerkkejä mekaanisesta energiasta?

Esimerkkejä mekaanisesta energiasta ovat heiluva heiluri, liikkuva auto, venytetty jousi, vierivä pallo ja monet muut, joissa liikkeeseen tai asentoon liittyy.

Miten mekaaninen energia liittyy työhön?

Työtä tehdään esineelle, kun voima saa sen liikkumaan etäisyyden yli. Mekaaninen energia liittyy työhön siten, että työ voi siirtää energiaa esineeseen tai esineestä muuttamalla sen mekaanista energiaa.

Voidaanko mekaanista energiaa muuntaa muiksi energiamuodoiksi?

Kyllä, mekaaninen energia voidaan muuntaa muunlaisiksi energiamuodoiksi, kuten sähköenergiaksi generaattorissa, lämpöenergiaksi kitkan kautta tai äänienergiaksi, kun esine tärisee.

Säästyykö mekaaninen energia?

Mekaanisen energian säilymisen periaatteen mukaan järjestelmän mekaaninen kokonaisenergia pysyy vakiona ei-konservatiivisten voimien, kuten kitkan tai ilmanvastuksen, puuttuessa.

Miten mekaanista energiaa käytetään jokapäiväisessä elämässä?

Mekaanista energiaa käytetään lukemattomilla tavoilla jokapäiväisessä elämässä kuljetuksista (autot, polkupyörät) kodinkoneisiin (sekoittimet, hissit) urheiluun (juoksu, hyppääminen).

Mitä mekaanisen energian todellisia sovelluksia on?

Mekaanisen energian todellisia sovelluksia ovat uusiutuvat energialähteet, kuten tuuliturbiinit ja vesivoimalat, sekä valmistuksessa ja rakentamisessa käytettävät koneet ja laitteet.

Miten mekaanista energiaa voidaan optimoida tai valjastaa tehokkaammin?

Mekaanista energiaa voidaan optimoida vähentämällä kitkaa ja muita energiahäviön lähteitä, parantamalla koneiden suunnittelua ja tehokkuutta sekä hyödyntämällä kehittyneitä materiaaleja ja teknologioita.