Exemplu de energie mecanică

Energia este cunoscută a fi capacitatea de a face Muncă. De aceea Energia Mecanică este cea care permite realizarea unei Lucrări de natură mecanică. Are nenumărate aplicații în viața de zi cu zi și în industrie, de la corpuri în mișcare, rotiri de viteze, deschiderea și închiderea porților, de exemplu.

Este echivalent cu suma Energiilor Cinetice si Potentiale, deoarece este data atat de miscarea cat si de pozitia elementului afectat de aceasta energie.

Și punând formulele pentru energiile cinetice și potențiale, ecuația este echivalentă cu:

O putem exprima și în funcție de masa corpului implicat, care este factorul comun:

Ființele umane folosesc energia mecanică pentru a interacționa cu lumea și a se mișca în jurul ei. Exemple de aceste interacțiuni sunt: ​​Mersul pe jos, Joggingul, Alergarea, Deschiderea ușilor, Exercițiul, Conducerea unei mașini, Transportul materialelor cu forța brațelor sau cu sprijinul unui cărucior.

Transformarea și aplicațiile energiei mecanice

La nivel industrial, Energia Mecanică este cea care manipulează piesele și angrenajele care îndeplinesc sarcinile cheie ale etapelor unui proces. În operațiuni precum zdrobirea, măcinarea, cernerea, filtrarea centrifugă, transportul materialelor, energia mecanică este factorul care pornește totul. Dar pentru a exista Energie Mecanică, trebuie să existe diferite tipuri de energie ca precursori.

Energie electrică: Dacă în înfășurarea unui motor este indus un câmp electric, acesta va începe să se rotească, ceea ce va fi prima manifestare a Energiei Mecanice; aceasta va fi comunicată unei axe, sau unui angrenaj, care la rândul său va colabora la desfășurarea operațiunii. De exemplu, într-un ascensor cu cupe, un motor comunică mișcarea unui lanț, similar cu cel al unei biciclete, dar în dimensiuni mai mari. Gălețile sunt sertare mici umplute cu material care va fi transportat pentru a-l duce la un alt loc în proces. Energia mecanică va fi echivalentă cu energia electrică aplicată motorului, dar excluzând pierderile datorate frecării și încălzirii în cursul acestuia.

Energie chimica: Într-o centrală termoelectrică, arderea unui combustibil, de obicei păcură, generează suficientă căldură într-un cazan pentru a genera abur supraîncălzit. Aburul supraîncălzit va călători prin rețeaua de abur a centralei și va fi distribuit pentru a se ciocni cu o serie de turbine. Energia mecanică este instantanee, transportată de abur și se disipează în forța turbinelor. Ei vor participa la producerea de energie electrică pentru a furniza o comunitate. Energia mecanică aplicată în turbine este echivalentă cu cea a fluxului de abur supraîncălzit, excluzând pierderile prin frecare în conducta de abur.

Putere eoliana: Un câmp de vânt, care constă dintr-o prelungire unde o serie de catarge cu elice sau „Morile de vânt”, primește energia care este capabilă să genereze mase mari de aer în interior circulaţie. Vântul de mare viteză lovește elicele, al căror design le va permite să se rotească și acolo se descoperă nașterea Energiei Mecanice. Această nouă energie permite generarea de energie electrică care va fi direcționată către cele mai apropiate orașe. Este una dintre cele mai curate energii care pot fi folosite.

Energie radianta: Soarele contribuie cu o cantitate mare de energie care poate fi captată prin panouri solare. Datorită Energiei Radiante a Soarelui, panourile vor genera și stoca energie electrică pentru a alimenta o locuință sau o fabrică de producție. Electricitatea în cauză va alimenta aparatele de uz casnic, cum ar fi blenderele, mixerele, ventilatoarele sau dispozitivele utilizate într-o maquiladora, cum ar fi mașinile de cusut. Toate cele de mai sus depind de Energia Mecanică pentru a-și îndeplini sarcina, lucrând anterior cu Energia Electrică.

Exemple de calcul al energiei mecanice

1.- O mașină circulă cu 15 m/s. Are o masă de 1200 kg și se află la 10 m deasupra nivelului mării. Calculați energia sa mecanică.

Soluție: Se vor înlocui datele din formulă, având grijă ca unitățile care se manipulează să aparțină aceluiași sistem, care în acest caz va fi Sistemul Internațional de Unități.

2.- Un alergător de 65 kg are o viteză de 70 km/oră. Este situat la 5 metri deasupra solului pe o pistă amenajată pe o platformă. Calculați-i energia mecanică.

Soluție: În primul rând, trebuie efectuate conversiile necesare pentru a se adapta la sistemul mKs (metru, kilogram, secundă).

Acum vom înlocui valorile în ecuația energiei mecanice:

3.- O telecabină străbate un oraș. Masa sa totală cu oameni la bord este de 1912 de lire sterline. Merge cu o viteză de 20 km/oră, la o înălțime de 0,1 mile. Calculați energia mecanică implicată în mișcarea acestuia.

Soluție: conversiile necesare de unități trebuie făcute pentru a se conforma sistemului mKs (metri, kilometri, secunde).

Acum vom înlocui valorile în ecuația energiei mecanice