• Wat is mechanische energie?
• Soorten mechanische energie
• Voorbeelden van mechanische energie
• Kinetische en potentiële mechanische energie

We leggen uit wat mechanische energie is en hoe deze kan worden ingedeeld. Ook voorbeelden en potentiële en kinetische mechanische energie.

Mechanische energie omvat zowel de kinetische, elastische als potentiële energie van een object.

Wat is mechanische energie?

Mechanische energie is de som van de kinetische energie en de potentiële energie van een lichaam of systeem. Kinetische energie is de energie die lichamen hebben in beweging, omdat het afhangt van hun snelheden en hun massa's. Potentiële energie daarentegen wordt geassocieerd met het werk van krachten die conservatieven worden genoemd, zoals de elastische en zwaartekrachtskrachten, die afhankelijk zijn van de massa van de lichamen en hun positie en structuur.

De Principe van behoud van energie stelt vast dat mechanische energie behouden blijft (constant blijft) zolang de krachten die op het lichaam of het systeem inwerken conservatief zijn, dat wil zeggen, ze zorgen ervoor dat het systeem geen energie verliest. Dit principe kan wiskundig als volgt worden geschreven:

Emec = Ec + Ep = cte

waarec is deKinetische energie van het systeem enEp zijnpotentiële energie, die zwaartekracht, elastisch, elektrisch, enz.

Deze relatie gaat niet op als het systeem wordt beïnvloed door niet-conservatieve krachten. Bij bewegingen op oppervlakken met wrijving (zoals de meeste oppervlakken) bijvoorbeeld, verdwijnt de kinetische energie in de vorm van warmte. De mechanische energie van een systeem kan ook verloren gaan in de vorm van warmte, bijvoorbeeld in thermodynamische systemen waarin mechanische energie kan worden omgezet in thermisch.

Mechanische energie wordt vaak gebruikt om arbeid te verrichten of om te zetten in andere vormen van energie, zoals dehydraulische energie (wanneer de mens gebruik maakt van de potentiële energie van vallend water om werk te doen). Een ander voorbeeld is windenergie ofZeewater energie, die de kinetische energie van wind en getijden gebruikt om ze om te zetten in een ander type nuttige energie.

Soorten mechanische energie

Kinetische energie is gerelateerd aan snelheid en verplaatsing van objecten.

Mechanische energie is de som van de volgende energieën:

• Kinetische energie. Het is de energie die objecten of een bewegend systeem bezitten en die afhangt van hun snelheid en hun massa-. Bijvoorbeeld: een bal in beweging.
• Potentiële energie. Het is de energie die verband houdt met de positie van een lichaam binnen een conservatief krachtveld, zoals zwaartekracht, elastisch, elektrisch, enz. Potentiële energie kan op zijn beurt twee soorten zijn:
  • Gravitatie potentiële energie. Het is de energie die het gevolg is van de actie van dezwaartekracht over de lichamen. Bijvoorbeeld: een object dat van een bepaalde hoogte valt.
  • Elastische potentiële energie. Het is de energie van systemen die vervormd zijn door a kracht. De energie blijft in het systeem totdat de kracht niet meer wordt uitgeoefend en dus keert het systeem terug naar zijn oorspronkelijke vorm, waarbij de elastische energie wordt omgezet in kinetische energie. Bijvoorbeeld: een veer die wordt uitgerekt of samengetrokken door middel van een externe kracht die, wanneer deze niet wordt uitgeoefend, ervoor zorgt dat de veer terugkeert naar zijn normale positie, van evenwicht.

Voorbeelden van mechanische energie

Enkele mogelijke voorbeelden van mechanische energie in zijn verschillende vormen zijn de volgende:

• Een achtbaanwagen. Op het hoogste punt heeft de kar voldoende potentiële zwaartekrachtsenergie verzameld (vanwege de hoogte) om een ​​seconde later vrij te vallen en alles om te zetten in kinetische energie (als gevolg van beweging) en razendsnelle snelheden te bereiken.
• Een windmolen. De kinetische energie van de wind geeft een duw naar de wieken van de molen die verandert in mechanisch werk: het draaien van het tandwiel dat de korrels lager zal malen.
• een slinger De zwaartekracht potentiële energie van degewicht het wordt omgezet in kinetische energie om het langs zijn pad te laten bewegen, waarbij de totale mechanische energie wordt behouden.
• een springplank. De bader die van een duikplank springt, gebruikt zijn gewicht (zwaartekrachtpotentiële energie) om de duikplank naar beneden te vervormen (elastische potentiële energie) en dit, wanneer deze zijn vorm terugkrijgt, duwt hem naar boven en vergroot zijn hoogte (meer zwaartekrachtspotentieel) waardoor hij in werking treedt. wordt vaak omgezet in kinetische energie tijdens een vrije val in het water.

Kinetische en potentiële mechanische energie

Zoals al is gezegd, omvat mechanische energie twee energieën: kinetisch en potentieel.

De eerste is te berekenen met de eenvoudige formule vanEc = m. v2 en uw eenheid van meting Bij internationaal systeem zal de Joules (J) zijn.

In plaats daarvan is potentiële energie de hoeveelheid energie die in het systeem is opgeslagen vanwege zijn specifieke configuratie of zijn positionering ten opzichte van een krachtenveld (zwaartekracht, elastisch of elektromagnetisch). Deze energie kan worden omgezet in andere vormen van energie, zoals de kinetiek zelf.