Mehāniskie enerģijas fakti bērniem

Enerģija fizikā ir sistēmas spēja strādāt. Darbs ir spēks, ko sistēma rada citai sistēmai no attāluma. Tāpēc enerģija ir vienāda ar sistēmas spēju pavilkt vai piespiest citus spēkus. Mehāniskā enerģija ir visas enerģijas summa sistēmā. Mehānisko enerģiju var sadalīt divās enerģijas formās: kinētiskā enerģija un potenciālā enerģija.

Kad objekts ir kustībā, displejā redzamais enerģijas veids ir kinētiskā enerģija. Daži no daudzajiem kinētiskās enerģijas veidiem ietver rotāciju (enerģija, kas griežas ap asi), vibrācijas (enerģija no vibrācijas) un translācijas (enerģija no kustības no vienas vietas uz cits). Vienādojums, kas jāatrisina objekta kinētiskās enerģijas daudzumam noteiktā laikā, ir šāds: KE = (1/2) * m * v ^ 2, kur m = objekta masa un v = objekta ātrums.

Ja kinētiskā enerģija ir kustības enerģija, potenciālā enerģija ir enerģija, kas objektā uzkrāta atkarībā no tā stāvokļa. Šajā formā enerģija nedara darbu, bet tai ir potenciāls pārveidoties citās enerģijas formās. Mehāniskās enerģijas gadījumā potenciālā enerģija pārveidojas par kinētisko enerģiju, kad objekts tiek iedarbināts. Divas potenciālās enerģijas formas ir gravitācijas un elastīgā potenciālā enerģija. Gravitācijas potenciālā enerģija ir objekta enerģija atkarībā no tā augstuma virs zemes. Elastīgā potenciālā enerģija ir enerģija, kas uzkrāta objektā, kas ir izstiepts vai saspiests, piemēram, atsperes.

Enerģijas saglabāšanas likums ir fizikas pamatlikums, un tajā teikts, ka sistēmā, kas ir izolēta no tās apkārtnes, kopējā enerģijas enerģija sistēmā tiek saglabāta. Tas nozīmē, lai gan kinētiskās enerģijas un potenciālās enerģijas daudzums no brīža var mainīties šobrīd kopējais enerģijas daudzums, objekta mehāniskā enerģija, nekad nemainās, kamēr tas paliek izolēts. Objekta potenciālu enerģiju nosaka vienādojums: PE = mgh, kur m = objekta masa, g = gravitācijas paātrinājums un h = objekta augstums virs zemes.

Sistēmas mehāniskā enerģija ir kinētiskās un potenciālās enerģijas summa sistēmā: mehāniskā enerģija = potenciālā enerģija + kinētiskā enerģija. Šī vienādojuma rezultātu sauc par kopējo mehānisko enerģiju. Mehānisko enerģiju mēra vienībās, ko sauc par džouliem. Objekti ar mehānisko enerģiju ir vai nu kustībā, vai arī tiem ir uzkrāta enerģija, lai veiktu darbu. Kaut arī izolēta sistēma saglabāja savu mehānisko enerģiju, tas parasti nenotiek īstajā vārdā, jo daļa potenciālās enerģijas tiek pārveidota citos enerģijas veidos, piemēram, siltumā, izmantojot gaisa pretestību un berze. Šī enerģija kļūst "zaudēta" sistēmai.