דוגמא לאנרגיה מכנית

ידוע כי אנרגיה היא היכולת לעשות עבודה. לכן, ה אנרגיה מכנית היא המאפשרת לבצע עבודה בעלת אופי מכני. יש לו אינספור יישומים בחיי היומיום והתעשייה, החל ממרכבים נעים, סיבוב הילוכים, פתיחה וסגירת שערים, למשל.

זה שווה ערך לסכום האנרגיות הקינטיות והפוטנציאליות, מכיוון שהוא ניתן הן על ידי התנועה והן ממיקום היסוד המושפע מאנרגיה זו.

ולשים את הנוסחאות לאנרגיות קינטיות ופוטנציאליות, המשוואה שקולה ל:

אנו יכולים לבטא זאת גם כפונקציה של מסת הגוף המעורב, שהוא הגורם המשותף:

בני אדם משתמשים באנרגיה מכנית כדי לקיים אינטראקציה עם העולם ולעבור סביבו. דוגמאות לאינטראקציות אלה הן: הליכה, ריצה, ריצה, פתיחת דלתות, פעילות גופנית, נהיגה ברכב, נשיאת חומרים בכוח הזרוע או בתמיכת עגלה.

טרנספורמציה ויישומים של אנרגיה מכנית

ברמה התעשייתית, אנרגיה מכנית היא זו שמניפולת על החלקים וההילוכים המבצעים את משימות המפתח של שלבי התהליך. בפעולות כמו ריסוק, גריסה, ניפוי, סינון צנטריפוגלי, הובלת חומרים, אנרגיה מכנית הם הגורם שמתחיל את הכל. אך כדי שתהיה אנרגיה מכנית, חייבים להיות סוגים שונים של אנרגיה כמבשרים.

כוח חשמלי: אם שדה חשמלי נגרם בסלילה של מנוע, הוא יתחיל להסתובב, וזה יהיה הביטוי הראשון של אנרגיה מכנית; זה יועבר לציר, או להילוך, שבתורו ישתף פעולה בפיתוח המבצע. לדוגמא, במעלית דלי, מנוע מתקשר לתנועה לשרשרת, בדומה לזו של אופניים אך במידות גדולות יותר. דליים הם מגירות קטנות מלאות בחומר שיועברו כדי לקחת אותן לאתר אחר תוך כדי. האנרגיה המכנית תהיה שווה ערך לאנרגיה החשמלית המופעלת על המנוע, אך לא כולל הפסדים כתוצאה מחיכוך וחימום במהלך זה.

אנרגיה כימית: במפעל תרמו-אלקטרי, שריפת דלק, בדרך כלל מזוט, מייצרת מספיק חום בדוד לייצור אדים מחוממים. הקיטור המחומם יעבור דרך רשת הקיטור של המפעל, ויופץ להתנגשות בסדרת טורבינות. אנרגיה מכנית היא מיידית, מועברת על ידי קיטור ומתפזרת בדחף הטורבינות. הם ישתתפו בייצור חשמל בכדי לספק לקהילה. האנרגיה המכנית המופעלת בטורבינות שווה ערך לזרימת הקיטור המחוממת, ושוללת הפסדי חיכוך בצינור הקיטור.

אנרגיית רוח: שדה רוח, המורכב מהארכה שבה סדרת תרנים עם מדחפים או "טחנות רוח", מקבל את האנרגיה המסוגלת לייצר מסות אוויר גדולות תְנוּעָה. הרוח המהירה פוגעת במדחפים, שעיצובם יאפשר להם להסתובב, ושם מתגלה לידתה של אנרגיה מכנית. אנרגיה חדשה זו מאפשרת ייצור חשמל שיופנה לעיירות הקרובות ביותר. זו אחת האנרגיות הנקיות ביותר שניתן להשתמש בהן.

אנרגיה קורנת: השמש תורמת כמות עצומה של אנרגיה שניתן ללכוד באמצעות פאנלים סולאריים. בזכות האנרגיה הקורנת של השמש, הפאנלים יפיקו ויאחסנו חשמל כדי לספק בית או מפעל ייצור. החשמל המדובר יניע מכשירי חשמל ביתיים, כמו בלנדרים, מערבלים, מאווררים או מכשירים המשמשים במקילדורה, כמו מכונות תפירה. כל האמור לעיל תלוי באנרגיה מכנית לביצוע משימתם, ועבד בעבר עם אנרגיה חשמלית.

דוגמאות לחישוב אנרגיה מכנית

1.- מכונית נוסעת במהירות של 15 מ 'לשנייה. משקלו הוא 1200 ק"ג, וגובהו 10 מ 'מעל פני הים. חשב את האנרגיה המכנית שלו.

פתרון: הנתונים בנוסחה יוחלפו, תוך הקפדה שהיחידות המטופלות שייכות לאותה מערכת, שבמקרה זה תהיה מערכת היחידות הבינלאומית.

2.- רץ של 65 ק"ג מהיר של 70 קמ"ש. הוא ממוקם 5 מטר מעל הקרקע על מסלול המונח על רציף. חשב את האנרגיה המכנית שלו.

פתרון: ראשית, יש לבצע את ההמרות הדרושות ליחידות כדי להתאים למערכת mKs (מטר, קילוגרם, שנייה).

כעת נחליף ערכים במשוואת האנרגיה המכנית:

3.- רכבל נוסע מעל עיר. המסה הכוללת שלה עם אנשים על הסיפון היא 1912 פאונד. זה הולך במהירות של 20 קמ"ש, בגובה 0.1 מייל. חשב את האנרגיה המכנית הכרוכה בתנועתה.

פתרון: יש לבצע את ההמרות היחידות הדרושות בהתאם למערכת mKs (מטרים, קילומטרים, שניות).

כעת נחליף ערכים במשוואת האנרגיה המכנית