Fakty dotyczące energii mechanicznej dla dzieci

Energia w fizyce to zdolność systemu do działania. Praca to siła, jaką system wywiera na inny system na odległość. Dlatego energia jest równa zdolności systemu do ciągnięcia lub pchania innych sił. Energia mechaniczna to suma całej energii w systemie. Energię mechaniczną można podzielić na dwie formy energii: energię kinetyczną i energię potencjalną.

Kiedy obiekt jest w ruchu, rodzajem energii na wyświetlaczu jest energia kinetyczna. Niektóre z wielu form energii kinetycznej obejmują energię rotacyjną (energia wirowania wokół osi), wibracyjne (energia z wibracji) i translacyjne (energia z ruchu z jednego miejsca do inne). Równanie do rozwiązania dla ilości energii kinetycznej obiektu w danym czasie to: KE = (1/2) * m * v^2, gdzie m = masa obiektu i v = prędkość obiektu.

Gdzie energia kinetyczna to energia ruchu, energia potencjalna to energia zmagazynowana w obiekcie w zależności od jego położenia. W tej formie energia nie wykonuje pracy, ale ma potencjał do przekształcenia w inne formy energii. W przypadku energii mechanicznej energia potencjalna zamienia się w energię kinetyczną, gdy obiekt jest wprawiany w ruch. Dwie formy energii potencjalnej to grawitacyjna i elastyczna energia potencjalna. Energia potencjalna grawitacji to energia obiektu zależna od jego wysokości nad ziemią. Elastyczna energia potencjalna to energia zmagazynowana w przedmiocie, który jest rozciągany lub ściskany, jak sprężyna.

Prawo zachowania energii jest podstawowym prawem fizyki i mówi, że w systemie odizolowanym od otoczenia zachowana jest całkowita energia w systemie. To znaczy, chociaż ilość energii kinetycznej i energii potencjalnej może zmieniać się od chwili do w momencie, gdy całkowita ilość energii, energia mechaniczna obiektu, nigdy się nie zmienia, dopóki pozostaje odosobniony. Energia potencjalna obiektu jest określona równaniem: PE = mgh, gdzie m = masa obiektu, g = przyspieszenie grawitacyjne i h = wysokość obiektu nad ziemią.

Energia mechaniczna układu jest sumą energii kinetycznej i potencjalnej w układzie: energia mechaniczna = energia potencjalna + energia kinetyczna. Wynik tego równania nazywa się całkowitą energią mechaniczną. Energia mechaniczna jest mierzona w jednostkach zwanych dżulami. Obiekty z energią mechaniczną albo są w ruchu, albo mają zmagazynowaną energię do pracy. Podczas gdy izolowany system zachowywał swoją energię mechaniczną, zazwyczaj nie dzieje się tak w rzeczywistości, ponieważ część energii potencjalnej jest przekształcana w inne formy energii, takie jak ciepło, poprzez opór powietrza i tarcie. Ta energia zostaje „tracona” przez system.