Содержание
- Кинетическая энергия
- Потенциальная энергия
- Закон сохранения энергии
- Общее количество механической энергии
Энергия в физике - это способность системы выполнять работу. Работа - это сила, которую система производит на другой системе на расстоянии. Следовательно, энергия равна способности системы тянуть или толкать против других сил. Механическая энергия - это сумма всей энергии в системе. Механическая энергия может быть разбита на две формы энергии: кинетическая энергия и потенциальная энергия.
Кинетическая энергия
Когда объект находится в движении, тип демонстрируемой энергии - кинетическая энергия. Некоторые из многих форм кинетической энергии включают вращательную (энергию от вращения вокруг оси), вибрационную (энергию от вибрации) и поступательную (энергию от движения от одного местоположения до другого). Уравнение для определения количества кинетической энергии объекта в данный момент времени: KE = (1/2) * m * v ^ 2, где m = масса объекта и v = скорость объекта.
Потенциальная энергия
Где кинетическая энергия - это энергия движения, потенциальная энергия - это энергия, запасенная в объекте в зависимости от его положения. В этой форме энергия не выполняет работу, но у нее есть потенциал для преобразования в другие формы энергии. В случае механической энергии потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию, когда объект приводится в движение. Две формы потенциальной энергии - это гравитационная и упругая потенциальная энергия. Потенциальная гравитационная энергия - это энергия объекта, зависящая от его высоты над землей. Упругая потенциальная энергия - это энергия, запасенная в объекте, который растягивается или сжимается, как пружина.
Закон сохранения энергии
Закон сохранения энергии является фундаментальным законом физики и гласит, что в системе, изолированной от ее окружения, полная энергия внутри системы сохраняется. То есть, хотя количество кинетической энергии и потенциальной энергии может изменяться от момента к моменту, общее количество энергии, механическая энергия объекта, никогда не изменяется, пока она остается изолированной. Потенциальная энергия объекта определяется уравнением: PE = mgh, где m = масса объекта, g = гравитационное ускорение и h = высота объектов над землей.
Общее количество механической энергии
Механическая энергия системы представляет собой сумму кинетической и потенциальной энергии внутри системы: механическая энергия = потенциальная энергия + кинетическая энергия. Результат этого уравнения называется полной механической энергией. Механическая энергия измеряется в единицах, называемых джоулями. Объекты с механической энергией либо находятся в движении, либо имеют запас энергии для выполнения работы. Хотя изолированная система сохраняет свою механическую энергию, это обычно не происходит в реальном слове, потому что некоторая потенциальная энергия преобразуется в другие виды энергии, такие как тепло, посредством сопротивления воздуха и трения. Эта энергия становится «потерянной» для системы.