Exemplu de energie mecanică

Se știe că energia este capacitatea de a lucra. De aceea Energia mecanică este ceea ce permite realizarea unei lucrări de natură mecanică. Are nenumărate aplicații în viața de zi cu zi și în industrie, de la corpuri în mișcare, rotirea angrenajelor, deschiderea și închiderea porților, de exemplu.

Este echivalent cu suma energiei cinetice și potențiale, deoarece este dată atât de mișcarea, cât și de poziția elementului afectat de această energie.

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

De asemenea, o putem exprima ca o funcție a masei corpului implicat, care este factorul comun:

Ființele umane folosesc Energia Mecanică pentru a interacționa cu lumea și a se deplasa în jurul ei. Exemple ale acestor interacțiuni sunt: ​​mersul pe jos, jogging, alergare, deschiderea ușilor, exerciții fizice, conducerea unei mașini, transportarea 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 uneltele care îndeplinesc sarcinile cheie ale etapelor unui proces. În operații precum zdrobirea, măcinarea, cernerea, filtrarea centrifugă, transportul materialelor, energia mecanică este factorul care începe totul. Dar pentru a exista energie mecanică, trebuie să existe diferite tipuri de energie ca precursori.

Energie electrică: Dacă un câmp electric este indus în înfășurarea unui motor, acesta va începe să se rotească, ceea ce va fi prima manifestare a Energiei Mecanice; acest lucru va fi comunicat unei axe sau unui angrenaj, care la rândul său va colabora la dezvoltarea operației. De exemplu, într-un elevator cu cupă, un motor comunică mișcarea către un lanț, similar cu cel al unei biciclete, dar în dimensiuni mai mari. Gălețele sunt sertare mici umplute cu material care vor fi transportate pentru a le duce la un alt loc în proces. Energia mecanică va fi echivalentă cu energia electrică aplicată motorului, dar excluzând pierderile cauzate de frecare și încălzire 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 circula 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. Aceștia vor participa la generarea de energie electrică pentru a furniza o comunitate. Energia mecanică aplicată în turbine este echivalentă cu cea a fluxului de abur supraîncălzit, excludând pierderile de frecare din conducta de abur.

Putere eoliana: Un câmp de vânt, care constă dintr-o extensie în care există o serie de catarguri cu elice sau „Morile de vânt”, primește energia care este capabilă să genereze mase mari de aer în 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 poate fi folosită.

Energie radianta: Soarele contribuie cu o cantitate mare de energie care poate fi captată prin intermediul panourilor solare. Datorită energiei radiante a Soarelui, panourile vor genera și stoca energie electrică pentru a furniza o casă 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 este la 10 m deasupra nivelului mării. Calculați-i energia mecanică.

Soluție: datele din formulă vor fi înlocuite, având grijă ca unitățile care sunt manipulate 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. Acesta este situat la 5 metri deasupra solului pe o pistă așezată pe o platformă. Calculați-i energia mecanică.

Soluție: Mai întâi, trebuie făcute conversiile unității necesare pentru a se adapta la sistemul mKs (contor, Kilogram, al doilea).

Acum vom înlocui valorile în ecuația Energiei Mecanice:

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

Soluție: Conversiile unității necesare trebuie făcute pentru a se conforma sistemului mKs (metri, kilometri, secunde).

Acum vom înlocui valorile în ecuația Energiei Mecanice