Przykład energii mechanicznej

Wiadomo, że energia jest zdolnością do wykonywania Pracy. Dlatego też Energia Mechaniczna jest tym, co pozwala na wykonanie Dzieła o charakterze Mechanicznym. Ma niezliczone zastosowania w życiu codziennym i przemyśle, na przykład od ruchomych korpusów, obracających się kół zębatych, otwierania i zamykania bram.

Jest to równoważne sumie energii kinetycznej i potencjalnej, ponieważ jest ona dana zarówno przez ruch, jak i położenie elementu, na który działa ta energia.

Umieszczając wzory na energie kinetyczną i potencjalną, równanie jest równoważne:

Możemy to również wyrazić jako funkcję masy ciała, która jest wspólnym czynnikiem:

Istoty ludzkie używają energii mechanicznej do interakcji ze światem i poruszania się po nim. Przykładami takich interakcji są: chodzenie, jogging, bieganie, otwieranie drzwi, ćwiczenia fizyczne, prowadzenie samochodu, przenoszenie materiałów siłą rąk lub przy wsparciu wózka.

Transformacja i zastosowania energii mechanicznej

Na poziomie przemysłowym energia mechaniczna to ta, która manipuluje częściami i kołami zębatymi, które wykonują kluczowe zadania etapów procesu. W operacjach takich jak kruszenie, mielenie, przesiewanie, filtracja odśrodkowa, transport materiałów energia mechaniczna jest czynnikiem, od którego wszystko się zaczyna. Ale aby była energia mechaniczna, muszą istnieć różne rodzaje energii jako prekursorów.

Energia elektryczna: Jeśli w uzwojeniu silnika zostanie zaindukowane pole elektryczne, zacznie się on obracać, co będzie pierwszym przejawem Energii Mechanicznej; zostanie to przekazane do osi lub przekładni, która z kolei będzie współpracować w rozwoju operacji. Na przykład w podnośniku kubełkowym silnik przekazuje ruch łańcuchowi, podobnemu do roweru, ale o większych wymiarach. Wiadra to małe szuflady wypełnione materiałem, który zostanie przetransportowany w trakcie procesu w inne miejsce. Energia mechaniczna będzie równoważna energii elektrycznej zastosowanej do silnika, ale z wyłączeniem strat spowodowanych tarciem i nagrzewaniem się podczas jego pracy.

Energia chemiczna: W elektrociepłowni spalanie paliwa, zwykle oleju opałowego, generuje wystarczającą ilość ciepła w kotle, aby wytworzyć przegrzaną parę. Przegrzana para przepłynie przez sieć parową zakładu i zostanie rozprowadzona tak, aby zderzyła się z szeregiem turbin. Energia mechaniczna jest natychmiastowa, przenoszona przez parę i rozpraszana w ciągu turbin. Będą uczestniczyć w wytwarzaniu energii elektrycznej do zasilania społeczności. Energia mechaniczna zastosowana w turbinach jest równoważna przepływowi pary przegrzanej, wykluczając straty tarcia w rurociągu parowym.

Moc wiatru: Pole wiatrowe, które składa się z przedłużenia, na którym szereg masztów ze śmigłami lub „Wiatraki”, odbierają energię, która jest w stanie wytworzyć duże masy powietrza w ruch. Szybki wiatr uderza w śmigła, których konstrukcja pozwoli im się obracać, i tam odkrywa się narodziny Energii Mechanicznej. Ta nowa energia pozwala na wytwarzanie energii elektrycznej, która zostanie skierowana do najbliższych miast. Jest to jedna z najczystszych energii, jakie można wykorzystać.

Energia promienista: Słońce dostarcza ogromną ilość energii, którą można przechwycić przez panele słoneczne. Dzięki energii promieniowania Słońca panele będą generować i magazynować energię elektryczną do zasilania domu lub zakładu produkcyjnego. Prąd, o którym mowa, będzie zasilał sprzęt AGD, taki jak blendery, miksery, wentylatory, czy też urządzenia używane w maquiladorze, takie jak maszyny do szycia. Wszystkie powyższe są zależne od Energii Mechanicznej, aby wykonać swoje zadanie, wcześniej pracując z Energią Elektryczną.

Przykłady obliczeń energii mechanicznej

1.- Samochód jedzie z prędkością 15 m/s. Ma masę 1200 kg i znajduje się 10 m nad poziomem morza. Oblicz jego energię mechaniczną.

Rozwiązanie: Dane w formule zostaną zastąpione, zwracając uwagę, aby obsługiwane jednostki należały do ​​tego samego systemu, który w tym przypadku będzie międzynarodowym układem jednostek.

2.- Biegacz 65 kg porusza się z prędkością 70 km/godz. Znajduje się 5 metrów nad ziemią na torze ułożonym na peronie. Oblicz jego energię mechaniczną.

Rozwiązanie: Najpierw należy dokonać niezbędnych przeliczeń jednostek, aby dostosować się do systemu mKs (metr, kilogram, drugi).

Teraz podstawimy wartości w równaniu energii mechanicznej:

3.- Kolejka linowa przejeżdża przez miasto. Jego całkowita masa z ludźmi na pokładzie to 1912 funtów. Jedzie z prędkością 20 km/h, na wysokości 0,1 mili. Oblicz energię mechaniczną zaangażowaną w jego ruch.

Rozwiązanie: Niezbędne przeliczenia jednostek muszą być wykonane zgodnie z systemem mKs (metry, kilometry, sekundy).

Teraz podstawimy wartości w równaniu energii mechanicznej