მექანიკური ენერგიის ფაქტები ბავშვებისთვის

ენერგია, ფიზიკაში, სისტემის მუშაობის უნარია. სამუშაო არის ძალა, რომელსაც სისტემა აწარმოებს სხვა სისტემაზე მანძილზე. ამიტომ, ენერგია უდრის სისტემის შესაძლებლობას სხვა ძალებისკენ მიაქციოს ან უბიძგოს. მექანიკური ენერგია არის სისტემის ყველა ენერგიის ჯამი. მექანიკური ენერგია შეიძლება დაიყოს ენერგიის ორ ფორმად: კინეტიკური ენერგია და პოტენციური ენერგია.

როდესაც ობიექტი მოძრაობს, ეკრანზე გამოტანილი ენერგიის ტიპია კინეტიკური ენერგია. კინეტიკური ენერგიის მრავალი ფორმა მოიცავს ბრუნვას (ღერძის გარშემო ტრიალიდან მიღებული ენერგია), ვიბრაციული (ენერგია ვიბრაციიდან) და ტრანსლაციური (ენერგია ერთი ადგილიდან მოძრაობიდან სხვა). მოცემული დროის ობიექტის კინეტიკური ენერგიის ოდენობის ამოხსნის განტოლებაა: KE = (1/2) * m * v ^ 2, სადაც m = ობიექტის მასა და v = ობიექტის სიჩქარე.

სადაც კინეტიკური ენერგია არის მოძრაობის ენერგია, პოტენციური ენერგია არის ობიექტში შენახული ენერგია, რაც დამოკიდებულია მის პოზიციაზე. ამ ფორმით, ენერგია არ მუშაობს, მაგრამ მას აქვს პოტენციალი სხვა ენერგეტიკულ ფორმებად გადაკეთდეს. მექანიკური ენერგიის შემთხვევაში, პოტენციური ენერგია გადადის კინეტიკურ ენერგიად, როდესაც ობიექტი მოძრაობს. პოტენციური ენერგიის ორი ფორმაა გრავიტაციული და ელასტიური პოტენციური ენერგია. გრავიტაციული პოტენციური ენერგია არის ობიექტის ენერგია, რაც დამოკიდებულია მიწის სიმაღლეზე. ელასტიური პოტენციური ენერგია არის ენერგია, რომელიც ინახება ობიექტში, რომელიც არის დაჭიმული ან შეკუმშული, ისევე როგორც ზამბარა.

ენერგიის დაზოგვის კანონი არის ფიზიკის ფუნდამენტური კანონი და ნათქვამია, რომ სისტემის გარშემო, რომელიც იზოლირებულია მის გარშემო, მთლიანი ენერგია ინახება სისტემის შიგნით. ეს უნდა ითქვას, თუმცა კინეტიკური ენერგიისა და პოტენციური ენერგიის რაოდენობა შეიძლება შეიცვალოს წამიდან მომენტში ენერგიის საერთო რაოდენობა, ობიექტის მექანიკური ენერგია, არასდროს იცვლება, სანამ ის რჩება იზოლირებული. ობიექტის პოტენციური ენერგია განისაზღვრება განტოლებით: PE = mgh, სადაც m = ობიექტის მასა, g = გრავიტაციული აჩქარება და h = ობიექტის სიმაღლე მიწის ზემოთ.

სისტემის მექანიკური ენერგია არის სისტემაში არსებული კინეტიკური და პოტენციური ენერგიის ჯამი: მექანიკური ენერგია = პოტენციური ენერგია + კინეტიკური ენერგია. ამ განტოლების შედეგს საერთო მექანიკურ ენერგიას უწოდებენ. მექანიკური ენერგია იზომება ერთეულებში, რომლებსაც ჯოულები ეწოდება. მექანიკური ენერგიის მქონე ობიექტები ან მოძრაობენ, ან ენერგია აქვთ შენახული სამუშაოს შესასრულებლად. მიუხედავად იმისა, რომ იზოლირებულმა სისტემამ შეინარჩუნა თავისი მექანიკური ენერგია, ეს, როგორც წესი, სინამდვილეში არ ხდება, რადგან ზოგიერთი პოტენციური ენერგია გარდაიქმნება ენერგიის სხვა ფორმებში, როგორიცაა სითბო, ჰაერის წინააღმდეგობის და ხახუნის ეს ენერგია სისტემაში "იკარგება".