Temat: Energia mechaniczna. Energia mechaniczna Jeżeli dla

Temat: Energia mechaniczna.
Energia mechaniczna
Jeżeli dla jakiegoś ciała wyznaczymy sumę jego energii kinetycznej i potencjalnej, to uzyskamy w ten sposób
energię mechaniczną.
Emechaniczna = Epotencjalna + Ekinetyczna
Energia potencjalna ciężkości
Słowo „potencjalna” oznacza tu, że jest ona związana z położeniem i oddziaływaniem, czyli jest jakby energią statyczną, nie
związaną z ruchem. Rodzajów energii potencjalnych jest kilka, a różnią się one typem oddziaływania, z którym są związane - oprócz
energii potencjalnej ciężkości mamy jeszcze energię potencjalną sprężystości (związaną z oddziaływaniami sprężystymi) .
Najprostszą postać energii potencjalnej otrzymujemy dla energii potencjalnej ciężkości ciał znajdujących się przy powierzchni ziemi.
Wtedy wyraża się ona wzorem:
Epot_ciezk = m · g · h
gdzie:
m - masa ciała,
g – przyspieszenie ziemskie,
h – wysokość ponad poziom odniesienia na którym energia jest równa zero.
Uwaga: Wysokość liczymy najczęściej od umownego "poziomu zerowego".
Energia potencjalna sprężystości
W celu rozciągnięcia sprężyny trzeba wykonać pracę, z kolei sprężyna kurcząc się będzie nam tę pracę oddawać. Tak więc w
rozciągniętej sprężynie jest zgromadzona energia sprężystości (równoważna pracy użytej do jej praca jej rozciągania), zaś uwolnienie
tej energii pozwala na odzyskanie włożonej poprzednio pracy. Na tej zasadzie działają m.in. naręczne zegary mechaniczne
(nakręcane), zabawki, gumowe proce, a także łuki i kusze.
Energia sprężystości zgromadzona w rozciągniętej sprężynie zależy od:
wielkości rozciągnięcia (czyli przesunięcia końca sprężyny) - x
stałej sprężystości sprężyny – k, (czyli wielkości określającej jak
dużej siły potrzeba, aby rozciągnąć sprężynę)
Sprężyna trudna do rozciągnięcia gromadzi z każdego centymetra
rozciągnięcia większą energię, niż sprężyna "słaba". I oczywiście
większe rozciągnięcie wymaga większej energii rozciągania.
Wzór, który łączy te wielkości w poprawną energię sprężystości ma
postać
Znaczenie symboli - jak wyżej.
Wzór powyższy obowiązuje nie tylko dla rozciągania, ale i dla
ściskania, odchylania i uginania i ogólnie dla odkształceń od położenia
równowagi.
Energia kinetyczna
Inną, niezwykle ważną (jeśli nie w ogóle najważniejszą) postacią energii jest energia kinetyczna. Jest to energia posiadana przez
ciała będące w ruchu.
Energię kinetyczną obliczamy ze wzoru:
Znaczenie symboli:
v - prędkość ciała
m - masa ciała