機械的エネルギーは、自然界と私たちが構築する機械の中で私たちを取り囲んでいます。 周りを見回すと、機械的エネルギーはどこにでもあります。
自転車に乗っているティーンエイジャーから高校まで、家を破壊するボールを破壊するまで、多くの種類の機械的エネルギーがあります。
機械的エネルギーの詳細については、こちらを参照してください。
機械エネルギーとは何ですか？
まず、エネルギーとは何かを考えてみましょう。 エネルギーは仕事をする能力です。 エネルギーには多くの形態があり、機械的エネルギーもその一つです。
機械的エネルギーは、物体が仕事をする能力として定義されます。 オブジェクトが行うことができる作業の量は、その位置とその動きの二つのことに依存します。
機械的エネルギーをさらに調べる前に、物体の位置と運動がそのエネルギーにどのように影響するかについてもっと理解する必要があります。
ポテンシャルエネルギーとは何ですか？
ポテンシャルエネルギーは位置のエネルギーであり、蓄積エネルギーとも呼ばれます。 そのエネルギーは、互いに相対的な物体の位置のために存在する。 つまり、オブジェクトの位置が変化したり、オブジェクトが位置を移動したりすると、オブジェクトのエネルギーが変化します。
例えば、床にある本のポテンシャルエネルギーは比較的少なく、単独で移動したり、他の静止している物体や動いている物体と対話したりする能力は最小である。 今、その本を持ち上げ、棚の端のバランスをとることを許可しなさい。 それはこの時点でより多くの潜在的なエネルギーを持っています。 どうして？ 本が落ち、渡る虫を押しつぶすか、またはあなたのつま先を傷つけるか、または床に当るとき大声で強打を作ることができるので。
私たちは重力ポテンシャルエネルギーという本を与えました。 本は棚によって垂直位置に保持される。 地球の重力は、本にその位置の蓄積されたエネルギー、または潜在的なエネルギーを与えています。 物体の質量が大きいと仮定します。 その場合、10ポンドのダンベルのために本を交換してください-オブジェクトの重力ポテンシャルエネルギーも増加します。
弾性ポテンシャルエネルギーと呼ばれる力学的エネルギーに関連する第二の形式のポテンシャルエネルギーがあります。 これは、圧縮または引き伸ばすことができるオブジェクトに格納される潜在的なエネルギーです。
弓の上に弾性のある紐を引き戻す射手を考えてみてください。 緊張した弦は弾性ポテンシャルエネルギーを有する。 解放されると、弾性のある文字列は矢印を前方に推進します。
重力と弾性の両方のポテンシャルエネルギーは、位置のエネルギーであり、機械的エネルギーを議論する際にも同様に重要な要素です。
運動エネルギーとは何ですか？
運動エネルギーとは、運動と運動のエネルギーを指します。 潜在的なエネルギーの完全な棚の上でバランスのとれた本の私達の例に戻って考えてみてください。
本が地面に落下した場合、その転倒時に運動エネルギーを持ち、本のエネルギーはポテンシャルエネルギーから運動エネルギー（運動）に変化する。 それは矢印と同じです—描かれた弓の中のその潜在的なエネルギーは、矢印が発射されて空気中を移動するときに運動エネルギーになります。
機械的エネルギー、ポテンシャルエネルギー、運動エネルギーの理解
前述のように、機械的エネルギーは仕事をする物体の能力です。 これは、物体（重力または弾性）のポテンシャルエネルギーとその運動エネルギーの合計でもあります。 三人がどのように相互作用するかを見てみましょう。
エネルギー保存の法則は、エネルギーを創造したり破壊したりすることはできないと述べています。 エネルギーはあるエネルギー形態から別のエネルギー形態にしか変換できません。
この法則は、機械系の正味の力を理解できることを意味するため、機械エネルギーにとって不可欠です。 全エネルギー（ポテンシャル+運動）は変化しないので、物体の機械的エネルギーを計算することができます。
機械エネルギーの例は何ですか？
ソース
日常生活は機械的エネルギーに満ちています。 ここで5つの例:
- 重い球が振動の上で態勢を整えられるとき建物を破壊する破壊の球に潜在的なエネルギーがある。 ボールが解放されると、円運動を開始し、運動エネルギーを有する。 ボールが建物に当たったとき、それは建物に力を加えます—機械的エネルギー—仕事をする物体の能力。 この場合、行われた作業は、ボールが建物を破壊することです。
- 風力タービンは、風力エネルギーを電気エネルギーに変換するために機械的エネルギーを使用します。 風のエネルギーは電気を作成するタービンを回すそれらの回転によって刃で動作します。 風は、機械的エネルギーを使用して作業を行う原因となっています。
- 自転車の横に立っているサイクリストは、胃の中の食べ物のおかげで化学ポテンシャルエネルギーを持っています。 化学プロセスは、サイクリストが自分の自転車に飛び乗ってペダルに力を加えることを可能にするために、食品中の化学エネルギーを解放します。 ペダリングは機械的エネルギーの一形態です。
- 同様に、ボウリング場で拾うと、ボウリングボールはより多くの潜在的なエネルギーを持っています。 私たちが路地をボウルに入れると、その潜在的なエネルギーは運動エネルギーに変わります。 ボールは今、それが発生する可能性があるものは何でも上の”作業”を実行する能力を持っています。 この場合、それは（うまくいけば！）をピンとする。 これは、ストライキになるもののためにピンを変位させる機械的エネルギーです。
- 原子力は、核分裂からの熱を利用して発電機を回して電気を生成する発電所から来ています。 発電機の回転は機械的エネルギーである。
どのように機械的エネルギーを計算しますか？
機械的エネルギーは、物体のポテンシャルエネルギーと物体の運動エネルギーの合計です。 ポテンシャルエネルギーと運動エネルギーの両方をジュール単位で測定した。
この式で物体の重力ポテンシャルを調べることができます：PE=mgh。
- PEはポテンシャルエネルギー
- mはその質量キログラム
- gは地球の重力加速度（9.8m/sec2と定義）
- hは地球の表面上の物体の高さメートル
そのポテンシャルエネルギーは、
pe=4(kg)x9.8×1.5=58.8ジュールです。
運動エネルギーの公式はKE=√m v2である。
- KEは運動エネルギー
- mは物体の質量
- vは物体の速度（メートル/秒）
4キログラムのハンマーで壁に釘を打ち、20メートル/秒（65フィート/秒）で移動すると仮定しましょう。 それは与える：
KE=0.5（λ）x4（kg）x20（速度）squared=800ジュール。
機械的エネルギーはPE+KEであり、ハンマーに858ジュールの機械的エネルギーを与える。
オブジェクトの機械的エネルギーに影響を与える要因
機械的エネルギーは、その値に影響を与える外部の影響を受けます。 多くの機械的エネルギーの例では、「作業」が完了しているときにエネルギーが失われます。
すべての物体のポテンシャルと運動エネルギーが常に機械的エネルギーになるわけではありません。 多くの場合、エネルギーの浸透があります。
機械的エネルギーの保存とは何ですか？
ソース
運動エネルギーを使用して、直線に沿って移動するジェットコースターを描きます。 ジェットコースターは、それが静止したまま上部に停止し、近づいて登るのピークに到達するためのエネルギーの正確な量を持っています。 その運動エネルギーは潜在的なエネルギーに変えました。
ジェットコースターがピークを登り、反対側を下降する。 ポテンシャルは、運動エネルギーの等価量に変換されています。
ジェットコースター車の総機械的エネルギーは、ピークと下降の間も、運動エネルギーからポテンシャルエネルギーへの変換と運動エネルギーへの変換の間も変
システムのエネルギーは同じままである。 これは機械的エネルギーの保存の原則と呼ばれています。
機械的エネルギーは非保守的な力の影響を受けますか？
機械的エネルギーの保存の原理は、物体の全機械的エネルギーが変化しないことを前提としています。 （この例では、それはジェットコースターになります。）他の力はそれに作用しません。 そのように、私達のジェットコースターが潜在的なエネルギーのための運動エネルギーを変えると同時にエネルギーは失われません。
もちろん、すべてのエネルギー移動がそれほど単純ではありません。 外力と摩擦力は、理論の背後にあるいくつかの物理科学である方程式に関与しています。 エネルギーは失われ得ることができます。 どう？
摩擦力は非保守力としても知られており、システムからエネルギーを奪います。 これらの力は車輪がトラックを熱すると同時に失われるジェットコースターの空気抵抗か熱エネルギーを含んでいる。 システムは、この失われたエネルギーを回復することはできません。
衝突でどのくらいの機械的エネルギーが失われますか？
衝突は、機械的エネルギーが影響を受ける別の方法です。 衝突には2つのタイプがあります。
弾性衝突はエネルギー面で理解するのが簡単です—このシナリオでは運動エネルギーは失われず、システムのエネルギーは同じままです。
同じ速度でお互いに向かって移動する二つのトロリーを想像してみてください。 最終的に、彼らはお互いに強打します。 衝突は、新しい方向にそれらをオフに設定しますが、任意の速度の損失なし。 この衝突は、運動エネルギー損失のない完全弾性衝突として定義される。
このような完全に弾性的な衝突は、おそらく現実には非現実的です。 気体中の原子間の衝突は、弾性衝突のより良い例である。 ニュートンの揺りかごは、おそらくボールが前後にスイングすると無視できる運動エネルギーが失われる弾性衝突の最も近い実用的な例です。
非弾性衝突は、衝突で運動エネルギーが失われたときに発生します。 これら二つのトロリーが衝突し、その後、より遅い速度で彼らの旅を続ける場合は、運動エネルギーが失われています。 このようなシナリオは、弾性衝突よりもはるかに可能性が高いです。
ボールを跳ね上げ、落とした高さほど高く跳ね上げない場合、それは非弾性衝突です。 ボウリングボールが接触した後に減速するので、ピンに壊しボウリングボールは非弾性衝突です。
機械的エネルギーが失われる可能性を発見したのは誰ですか？
英国の物理学者、数学者、醸造家であるJames Prescott Jouleは、機械エネルギーにおけるエネルギー損失の影響の一見ありそうもない発見者でした。
ジュールは正式な物理学教育を受けていなかったが、力学に強い関心を持っていた。 彼は、パドルによる水の攪拌や真空中へのガスの膨張など、さまざまな源から発生する熱を観察し、研究しました。 熱は機械的な仕事によって生み出されるというジュールの理解は、19世紀の科学的思考を変えました。
彼の研究は、エネルギー保存の原理と熱力学の第一法則のバックボーンとなった。 この法律は、熱は作成または破壊することはできませんが、転送または別のエネルギータイプに変換することができるエネルギーであると述べています。
機械的エネルギーの定義を理解する
機械的エネルギーは最も一般的なエネルギーの1つです。 これは、何らかの形の作業を実行するオブジェクトの能力を記述します。
静止した物体を拾い、フープの撮影からギターの演奏まで、私たちのために仕事をさせるとき、私たちは毎日機械的エネルギーが作用しているのを見ます。
機械的エネルギーは、物体が運動や位置の変化を通じて持っているエネルギーまたは電力です。
amigoenergyによってもたらされた
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