Total mekanisk energi hos kroppar och system

The Third Industrial Revolution: A Radical New Sharing Economy (Mars 2019).

Anonim

Mekanisk energi är summan av energi i ett system eller en grupp objekt som interagerar på grundval av mekaniska principer. Detta inkluderar både kinetiska och potentiella energiformer. Gravity är vanligtvis den enda externa kraft som ska beaktas i det här fallet. I ett kemiskt system måste kraven på interaktion mellan enskilda molekyler och atomer också beaktas.

Allmänt koncept


Systemets mekaniska energi finns i den kinetiska och potentiella formen. Kinetisk energi visas när ett objekt eller system börjar röra sig. Potentiell energi uppstår när objekt eller system interagerar med varandra. Det verkar inte och försvinner inte utan spår och beror ofta inte på arbete. Det kan dock gå från en form till en annan.
Till exempel har en bowlingboll, som ligger på en nivå av tre meter över marken, ingen kinetisk energi eftersom den inte rör sig. Den har en stor mängd potentiell energi (i detta fall gravitationsenergi) som omvandlas till kinetisk energi om bollen börjar falla.
Kännetecknande för olika typer av energi börjar i mellanskolan. Det är oftast lättare för barn att visualisera och lätt förstå principerna för mekaniska system utan att gå in i detaljer. Grundläggande beräkningar i sådana fall kan göras utan att använda komplexa beräkningar. I de flesta enkla fysiska problem förblir det mekaniska systemet stängt och faktorer som reducerar värdet av systemets totala energi tas inte med i beräkningen.

Mekaniska, kemiska och kärnkraftsystem


Det finns många olika typer av energi, och ibland kan det vara svårt att korrekt skilja mellan varandra. Kemisk energi är till exempel resultatet av interaktionen mellan molekyler av substanser med varandra. Kärnkraft framträder under samverkan mellan partiklar i en atoms kärna. Mekanisk energi, till skillnad från de andra, tar som regel inte hänsyn till objektets molekylära sammansättning och tar endast hänsyn till deras interaktion på makroskopisk nivå.
Denna approximation är avsedd för att förenkla beräkningen av den mekaniska energin hos komplexa system. Objekt i dessa system betraktas vanligen som homogena kroppar, inte som summan av miljarder molekyler. Beräkningen av både den kinetiska och potentiella energin hos ett enda objekt är en enkel uppgift. Beräkningen av samma typer av energi för miljarder molekyler kommer att vara extremt svårt. Utan förenkling av delar i ett mekaniskt system, skulle forskare behöva studera enskilda atomer, liksom alla interaktioner och krafter som finns mellan dem. Denna metod används vanligtvis i elementär partikelfysik.

Energikonvertering


Mekanisk energi kan omvandlas till andra former av energi med hjälp av specialutrustning. Generatorer är till exempel avsedda att förvandla mekaniskt arbete till el. Andra former av energi kan också omvandlas till mekanisk energi. Till exempel omvandlar en förbränningsmotor i en bil en kemisk energi till en mekanisk energi som används för rörelse.