기계 에너지는 자연 세계와 우리가 만드는 기계에서 우리를 둘러 쌉니다. 주위를 둘러 보면 기계적 에너지가 어디에서나 발견됩니다.
자전거를 타는 십대부터 고등학교,집을 부수고 난파하는 공에 이르기까지 많은 종류의 기계적 에너지가 있습니다.
읽기 및 기계적 에너지에 대한 자세한 내용을 발견 할 수 있습니다.
기계 에너지 란 무엇입니까?
먼저 에너지가 무엇인지 생각해 봅시다. 에너지는 일을 할 수 있는 능력이다. 많은 형태의 에너지가 있으며 기계적 에너지가 그 중 하나입니다.
기계적 에너지는 물체가 일을 할 수 있는 능력으로 정의된다. 객체가 할 수있는 일의 양은 두 가지,즉 위치와 움직임에 달려 있습니다.
우리는 기계적 에너지를 더 살펴보기 전에 물체의 위치와 움직임이 어떻게 에너지에 영향을 미치는지 더 이해할 필요가 있다.
잠재 에너지 란 무엇입니까?
위치 에너지는 저장된 에너지라고도하는 위치의 에너지입니다. 그 에너지는 서로 상대적인 물체의 위치 때문에 존재합니다. 즉,물체의 위치가 바뀌거나 물체가 위치를 움직일 때 물체의 에너지가 바뀝니다.
예를 들어,바닥에있는 책은 위치 에너지가 상대적으로 적으며,스스로 움직이거나 다른 정지 또는 움직이는 물체와 상호 작용할 수있는 능력이 최소화됩니다. 지금,저 책을 들고 선반의 가장자리에 균형을 잡자. 이 시점에서 더 많은 잠재적 인 에너지를 가지고 있습니다. 왜? 이 책은 가을과 통과 버그를 스쿼시,또는 당신의 발가락을 다치게하거나 바닥을 칠 때 큰 소리로 쾅 할 수 있기 때문이다.
우리는 책에 중력 위치 에너지를 주었다. 이 책은 선반에 의해 수직 위치에 유지됩니다. 지구의 중력은 책에 저장된 위치 에너지 또는 위치 에너지를 제공했습니다. 개체의 질량이 더 크다고 가정합니다. 이 경우 책을 10 파운드 덤벨로 바꾸면 물체의 중력 위치 에너지도 증가합니다.
탄성 위치 에너지라는 기계적 에너지와 관련된 두 번째 형태의 위치 에너지가 있습니다. 이것은 압축되거나 늘어날 수 있는 물체에 저장되는 위치 에너지입니다.
활에 탄성 문자열을 다시 스트레칭 아처의 생각. 긴장된 문자열에는 탄성 위치 에너지가 있습니다. 일단 풀어 놓으면,탄력 있는 끈은 화살을 앞으로 추진할 것입니다.
중력 에너지와 탄성 위치 에너지는 모두 위치의 에너지이며 기계적 에너지를 논의 할 때 똑같이 중요한 요소입니다.
운동 에너지는 무엇입니까?
운동 에너지는 운동과 운동의 에너지를 말합니다. 잠재적 인 에너지로 가득 찬 선반에 균형 잡힌 책의 예를 생각해보십시오.
책이 땅에 떨어질 경우,그 전락 동안 운동 에너지를 가지고-이 책의 에너지는 운동 에너지(운동)에 위치 에너지의 변화. 이 화살표와 동일—그려진 활의 위치 에너지는 운동 에너지 때 화살표 화재 및 공기를 통해 이동합니다.
기계적 에너지,위치 에너지 및 운동 에너지 이해
언급 한 바와 같이,기계적 에너지는 물체의 작업 능력입니다. 또한 물체의 위치 에너지(중력 또는 탄성)와 운동 에너지의 합입니다. 세 가지 모두 어떻게 상호 작용하는지 알아 보겠습니다.
에너지 보존 법칙은 에너지가 생성되거나 파괴 될 수 없다고 말합니다. 에너지는 한 에너지 형태에서 다른 에너지 형태로 만 변환 할 수 있습니다.
이 법칙은 우리가 기계 시스템의 순 힘을 이해할 수 있다는 것을 의미하기 때문에 기계적 에너지에 필수적입니다. 총 에너지(잠재력+운동)가 변하지 않기 때문에 우리는 물체의 기계적 에너지를 해결할 수 있습니다.
기계 에너지의 예는 무엇입니까?
소스
일상 생활은 기계적 에너지로 가득합니다. 여기에 다섯 가지 예가 있습니다:
- 무거운 공이 그것의 그네의 정상에 자세를 취할 때 건물을 철거하는 난파 공에는 잠재 에너지가 있다. 볼이 해제 될 때,원 운동을 시작,그것은 운동 에너지를 가지고. 공이 건물에 닿으면 건물에 힘(기계적 에너지)이 가해집니다. 이 경우,수행 된 작업은 건물을 파괴하는 공입니다.
- 풍력 터빈은 기계적 에너지를 사용하여 풍력 에너지를 전기 에너지로 전환시킵니다. 바람의 에너지는 전기를 만드는 터빈을 회전시켜 블레이드에서 작동합니다. 바람으로 인해 기계적 에너지를 사용하여 작업을 수행 할 수있었습니다.
- 자전거 옆에 서있는 사이클리스트는 뱃속의 음식 덕분에 화학적 위치 에너지를 갖습니다. 화학 공정은 자전거 타는 사람이 자전거를 타고 페달에 힘을 가할 수 있도록 식품의 화학 에너지를 방출합니다. 페달링은 기계적 에너지의 한 형태입니다.
- 마찬가지로,볼링장은 볼링장에서 공을 집어 올리면 더 많은 잠재 에너지를 갖습니다. 일단 우리가 골목 아래로 그릇,그 위치 에너지는 운동 에너지로 전환됩니다. 공은 이제 발생할 수 있습니다 무엇에”작업”을 수행 할 수있는 능력을 가지고 있습니다. 이 경우,(희망!)핀이 되십시오. 그것은 파업이 될 것입니다 무엇에 대한 핀을 변위 기계적 에너지입니다.
- 원자력은 핵분열로 인한 열을 이용하여 발전기를 회전시켜 전기를 생산하는 발전소에서 나온다. 발전기의 회전은 기계적 에너지입니다.
기계적 에너지를 어떻게 계산합니까?
기계적 에너지는 물체의 위치 에너지와 물체의 운동 에너지의 합입니다. 위치 에너지와 운동 에너지는 모두 줄 단위로 측정됩니다.
우리는이 공식을 통해 물체의 중력 잠재력을 발견 할 수 있습니다. 지구 표면 위의 물체의 높이(초당 9.8 미터)
우리가 4 킬로그램 해머(8 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,10 파운드,13 온스)지상에서 약 1.5 미터(5 피트)떨어진 위치 에너지는 다음과 같습니다.
운동 에너지의 공식은 다음과 같습니다. 4 킬로그램 망치로 벽에 못을 박고 초당 20 미터(초당 65 피트)로 움직인다고 가정하자. 이 경우,제곱은 제곱의 제곱과 제곱의 제곱의 제곱의 제곱의 제곱의 제곱을 나타냅니다.
기계적 에너지는 체육+애,주는 해머 858 주울의 기계적 에너지.
물체의 기계적 에너지에 영향을 미치는 요인
기계적 에너지는 그 값에 영향을 미치는 외부의 영향을 받는다. 많은 기계적 에너지 예에서”작업”이 완료 될 때 에너지가 손실됩니다.
모든 물체의 잠재력과 운동 에너지가 항상 기계적 에너지가되는 것은 아닙니다. 종종 에너지 누출이 있습니다.
기계 에너지의 보존은 무엇입니까?
소스
운동 에너지를 사용하여 직선 트랙을 따라 움직이는 롤러 코스터를 그린다. 롤러코스터에는 정지되는 남아 있는 정상에 멈추는 접근 상승의 첨단을 도달하는 에너지 정확한 양이 있다. 그것의 운동 에너지는 위치 에너지로 변환되었습니다.
인치 인치,롤러 코스터는 피크를 정상 회담하고 다른 쪽을 내려. 전위는 운동 에너지의 동등한 양으로 변환되었습니다.
롤러코스터 자동차의 총 기계적 에너지는 정점과 하강 동안이나 운동 에너지에서 위치 에너지로,그리고 운동 에너지로 되돌아가는 동안에도 변하지 않았다.
시스템의 에너지는 동일하게 유지되었습니다. 이를 기계적 에너지 보존 원리라고합니다.
기계적 에너지는 비 보수적 인 힘에 의해 영향을 받습니까?
기계적 에너지의 보존 원리는 물체의 전체 기계적 에너지가 변하지 않는다고 가정한다. (이 예에서는 롤러 코스터가 될 것입니다.)다른 힘이 그것에 작용하지 않습니다. 따라서 롤러 코스터가 위치 에너지에 대한 운동 에너지를 변경함에 따라 에너지가 손실되지 않습니다.
물론 모든 에너지 전달이 그렇게 간단한 것은 아닙니다. 외력 및 마찰력은 방정식,이론 뒤에 어떤 물리적 과학의 한 부분을 재생할 수 있습니다. 에너지가 손실 될 수 있습니다. 어떻게?
마찰력,일컬어 비 보수적인 힘은 체계에서 에너지를 멀리 가지고 갑니다. 이러한 힘에는 바퀴가 트랙을 가열 할 때 손실되는 롤러 코스터의 공기 저항 또는 열 에너지가 포함됩니다. 이 시스템은 손실 된 에너지를 회복 할 수 없습니다.
충돌에서 얼마나 많은 기계적 에너지가 손실됩니까?
충돌은 기계적 에너지가 영향을받을 수있는 또 다른 방법입니다. 충돌에는 두 가지 유형이 있습니다.
탄성 충돌은 에너지 측면에서 이해하기 쉽습니다.이 시나리오에서는 운동 에너지가 손실되지 않으며 시스템의 에너지는 동일하게 유지됩니다.
두 개의 트롤리가 같은 속도로 서로를 향해 여행한다고 상상해 보세요. 결국,그들은 서로 쾅. 충돌은 새로운 방향으로 그러나 어떤 속도 손실없이 그들을 설정합니다. 이 충돌은 운동 에너지 손실이없는 완벽한 탄성 충돌로 정의됩니다.
이러한 완벽한 탄성 충돌은 실제 생활에서 비현실적 일 것입니다. 가스의 원자 사이의 충돌은 탄성 충돌의 더 나은 예입니다. 뉴턴의 요람은 아마도 탄성 충돌의 가장 가까운 실용적인 예일 것입니다.이 충돌은 공이 앞뒤로 흔들릴 때 무시할 수있는 운동 에너지가 손실됩니다.
비탄성 충돌은 충돌에서 운동 에너지가 손실 될 때 발생합니다. 이 두 트롤리가 충돌 한 다음 느린 속도로 여행을 계속하면 운동 에너지가 손실됩니다. 이러한 시나리오는 탄성 충돌보다 훨씬 가능성이 높습니다.
당신이 공을 반송하고 그것이 떨어 뜨린되는 높이만큼 높은 반송하지 않는 경우,그 비탄성 충돌이다. 볼링 공 접촉 후 속도가 느려집니다 때문에 핀에 스매싱 볼링 공은 비탄성 충돌이다.
누가 기계적 에너지가 손실 될 수 있음을 발견 했습니까?
제임스 프레스콧 줄,영국의 물리학 자,수학자 및 양조업자는 기계적 에너지에서 에너지 손실의 영향을 발견 할 가능성이 거의없는 사람이었습니다.
주울은 공식적인 물리학 교육은 없었지만 역학에 관심이 많았다. 그는 관찰과 열,패들에 의해 물 교반 및 진공으로 가스의 확장을 포함하여 다양한 소스를 통해 생성 된 연구. 열이 기계 작업에 의해 생성 될 수 있다는 주울의 이해는 19 세기에 과학적 사고를 변화 시켰습니다.
그의 연구는 에너지 보존 원리와 열역학 제 1 법칙의 중추가되었습니다. 이 법칙은 열이 생성되거나 파괴 될 수 없지만 다른 에너지 유형으로 전달되거나 변환 될 수있는 에너지라고 말합니다.
기계적 에너지의 정의 이해
기계적 에너지는 가장 일반적인 에너지 유형 중 하나입니다. 그것은 어떤 형태의 작업을 수행 하는 개체의 능력을 설명 합니다.
우리는 고정 된 물체를 집어 들고 농구를 쏘는 것에서 기타 연주에 이르기까지 우리를 위해 작업을 수행 할 때 매일 기계 에너지가 작용하는 것을 봅니다.
기계적 에너지는 물체가 움직이거나 변화하는 위치를 통해 갖는 에너지 또는 힘입니다.
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