Παράδειγμα μηχανικής ενέργειας

Η ενέργεια είναι γνωστό ότι είναι η ικανότητα να κάνει δουλειά. Επομένως, ο Η Μηχανική Ενέργεια είναι αυτό που επιτρέπει την εκτέλεση ενός Έργου Μηχανικής φύσης. Έχει αμέτρητες εφαρμογές στην καθημερινή ζωή και τη βιομηχανία, για παράδειγμα από κινούμενα σώματα, περιστρεφόμενα γρανάζια, ανοίγματα και κλείσιμο πυλών.

Είναι ισοδύναμο με το άθροισμα των κινητικών και δυναμικών ενεργειών, επειδή δίνεται τόσο από την κίνηση όσο και από τη θέση του στοιχείου που επηρεάζεται από αυτήν την ενέργεια.

Και βάζοντας τους τύπους για τις κινητικές και πιθανές ενέργειες, η εξίσωση ισοδυναμεί με:

Μπορούμε επίσης να το εκφράσουμε ως συνάρτηση της μάζας του εμπλεκόμενου σώματος, που είναι ο κοινός παράγοντας:

Τα ανθρώπινα όντα χρησιμοποιούν τη Μηχανική Ενέργεια για να αλληλεπιδράσουν με τον κόσμο και να κινηθούν γύρω του. Παραδείγματα αυτών των αλληλεπιδράσεων είναι: Περπάτημα, Τζόκινγκ, Τρέξιμο, Ανοιχτές πόρτες, Άσκηση, Οδήγηση αυτοκινήτου, Μεταφορά υλικών με όπλα ή με την υποστήριξη ενός καροτσιού.

Μετασχηματισμός και Εφαρμογές Μηχανικής Ενέργειας

Σε βιομηχανικό επίπεδο, η Μηχανική Ενέργεια είναι αυτή που χειρίζεται τα μέρη και τα γρανάζια που εκτελούν τα βασικά καθήκοντα των σταδίων μιας διαδικασίας. Σε λειτουργίες όπως θραύση, λείανση, κοσκίνισμα, φυγοκεντρική διήθηση, μεταφορά υλικών, μηχανική ενέργεια είναι ο παράγοντας που ξεκινά όλα. Αλλά για να υπάρχει Μηχανική Ενέργεια, πρέπει να υπάρχουν διάφοροι τύποι ενέργειας ως πρόδρομοι.

Ηλεκτρική ενέργεια: Εάν ένα ηλεκτρικό πεδίο προκαλείται στην περιέλιξη ενός κινητήρα, θα αρχίσει να περιστρέφεται, η οποία θα είναι η πρώτη εκδήλωση της Μηχανικής Ενέργειας. Αυτό θα κοινοποιηθεί σε έναν άξονα ή ένα γρανάζι, ο οποίος με τη σειρά του θα συνεργαστεί στην ανάπτυξη της λειτουργίας. Για παράδειγμα, σε έναν ανελκυστήρα κάδου, ένας κινητήρας επικοινωνεί την κίνηση σε μια αλυσίδα, παρόμοια με αυτήν ενός ποδηλάτου αλλά σε μεγαλύτερες διαστάσεις. Οι κάδοι είναι μικρά συρτάρια γεμάτα με υλικό που θα μεταφερθούν για να τα μεταφέρουν σε άλλη τοποθεσία κατά τη διαδικασία. Η Μηχανική Ενέργεια θα είναι ισοδύναμη με την Ηλεκτρική Ενέργεια που εφαρμόζεται στον κινητήρα, αλλά εξαιρουμένων των απωλειών λόγω τριβής και θέρμανσης κατά τη διάρκεια του.

Χημική ενέργεια: Σε μια θερμοηλεκτρική μονάδα, η καύση ενός καυσίμου, συνήθως καυσίμου, παράγει αρκετή θερμότητα σε έναν λέβητα για να παράγει υπερθέρμανση. Ο υπερθέρμανση ατμού θα ταξιδέψει μέσω του δικτύου ατμού της εγκατάστασης και θα διανεμηθεί για να συγκρουστεί με μια σειρά στροβίλων. Η Μηχανική Ενέργεια είναι στιγμιαία, μεταφέρεται με ατμό και διαλύεται στην ώθηση των στροβίλων. Θα συμμετάσχουν στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας για την παροχή μιας κοινότητας. Η Μηχανική Ενέργεια που εφαρμόζεται στους στροβίλους είναι ισοδύναμη με εκείνη της υπερθέρμανσης της ροής ατμού, αποκλείοντας τις απώλειες τριβής στον ατμό.

Αιολική ενέργεια: Ένα πεδίο ανέμου, το οποίο αποτελείται από μια επέκταση όπου μια σειρά από ιστούς με έλικες ή Το "Windmills", λαμβάνει την ενέργεια που είναι ικανή να παράγει μεγάλες μάζες αέρα κίνηση. Ο άνεμος υψηλής ταχύτητας χτυπά τις προπέλες, των οποίων η σχεδίαση θα τους επιτρέψει να περιστραφούν, και εκεί ανακαλύπτεται η γέννηση της Μηχανικής Ενέργειας. Αυτή η νέα ενέργεια επιτρέπει την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας που θα κατευθύνεται στις κοντινότερες πόλεις. Είναι μια από τις καθαρότερες ενέργειες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν.

Ακτινοβολία ενέργειας: Ο ήλιος συνεισφέρει μια τεράστια ποσότητα ενέργειας που μπορεί να συλληφθεί μέσω ηλιακών συλλεκτών. Χάρη στην ενέργεια ακτινοβολίας του ήλιου, τα πάνελ θα παράγουν και θα αποθηκεύουν ηλεκτρισμό για την τροφοδοσία ενός σπιτιού ή ενός εργοστασίου παραγωγής. Η εν λόγω ηλεκτρική ενέργεια θα τροφοδοτήσει οικιακές συσκευές, όπως μπλέντερ, αναμικτήρες, ανεμιστήρες ή συσκευές που χρησιμοποιούνται σε maquiladora, όπως ραπτομηχανές. Όλα τα παραπάνω εξαρτώνται από τη Μηχανική Ενέργεια για την εκτέλεση της εργασίας τους, προηγουμένως σε συνεργασία με την Ηλεκτρική Ενέργεια.

Παραδείγματα υπολογισμού μηχανικής ενέργειας

1.- Ένα αυτοκίνητο ταξιδεύει με ταχύτητα 15 m / s. Έχει μάζα 1200 κιλά και είναι 10 μέτρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. Υπολογίστε τη Μηχανική Ενέργειά του.

Λύση: Τα δεδομένα στον τύπο θα αντικατασταθούν, λαμβάνοντας υπόψη ότι οι μονάδες που χειρίζονται ανήκουν στο ίδιο σύστημα, το οποίο στην περίπτωση αυτή θα είναι το Διεθνές Σύστημα Μονάδων.

2.- Ένας δρομέας 65 kg έχει ταχύτητα 70 km / ώρα. Βρίσκεται 5 μέτρα πάνω από το έδαφος σε ένα κομμάτι που βρίσκεται σε πλατφόρμα. Υπολογίστε τη μηχανική του ενέργεια.

Λύση: Πρώτον, πρέπει να γίνουν οι απαραίτητες μετατροπές μονάδας για προσαρμογή στο σύστημα mKs (μετρητής, χιλιόγραμμα, δευτερόλεπτο).

Τώρα θα αντικαταστήσουμε τις τιμές στην εξίσωση της Μηχανικής Ενέργειας:

3.- Ένα τελεφερίκ ταξιδεύει πάνω από μια πόλη. Η συνολική μάζα με τους ανθρώπους επί του σκάφους είναι 1912 λίρες. Προχωρά με ταχύτητα 20 km / ώρα, σε ύψος 0,1 μίλια. Υπολογίστε τη μηχανική ενέργεια που εμπλέκεται στην κίνησή της.

Λύση: Οι απαραίτητες μετατροπές μονάδας πρέπει να γίνουν για να συμμορφώνονται με το σύστημα mKs (μέτρα, χιλιόμετρα, δευτερόλεπτα).

Τώρα θα αντικαταστήσουμε τις τιμές στην εξίσωση της Μηχανικής Ενέργειας