Энергия в физике - это способность системы выполнять работу. Работа - это сила, которую система производит на другую систему на расстоянии. Следовательно, энергия равна способности системы притягивать или толкать другие силы. Механическая энергия - это сумма всей энергии в системе. Механическую энергию можно разделить на две формы энергии: кинетическую и потенциальную.
Кинетическая энергия
Когда объект находится в движении, отображается кинетическая энергия. Некоторые из многих форм кинетической энергии включают вращательную (энергия от вращения вокруг оси), вибрационная (энергия от вибрации) и поступательная (энергия от движения из одного места в Другой). Уравнение, которое необходимо решить для количества кинетической энергии объекта в данный момент времени, выглядит следующим образом: KE = (1/2) * m * v ^ 2, где m = масса объекта, а v = скорость объекта.
Потенциальная энергия
Где кинетическая энергия - это энергия движения, потенциальная энергия - это энергия, запасенная в объекте в зависимости от его положения. В этой форме энергия не выполняет работу, но у нее есть потенциал для преобразования в другие формы энергии. В случае механической энергии потенциальная энергия превращается в кинетическую, когда объект приводится в движение. Две формы потенциальной энергии - это гравитационная и упругая потенциальная энергия. Гравитационная потенциальная энергия - это энергия объекта, зависящая от его высоты над землей. Упругая потенциальная энергия - это энергия, запасенная в объекте, который растягивается или сжимается, как пружина.
Закон сохранения энергии
Закон сохранения энергии является фундаментальным законом физики и гласит, что внутри системы, изолированной от окружающей среды, сохраняется полная энергия внутри системы. То есть, хотя количество кинетической энергии и потенциальной энергии может меняться от момента к времени. В тот момент общее количество энергии, механическая энергия объекта, никогда не меняется, пока остается изолированные. Потенциальная энергия объекта определяется уравнением: PE = mgh, где m = масса объекта, g = ускорение свободного падения и h = высота объекта над землей.
Общее количество механической энергии
Механическая энергия системы - это сумма кинетической и потенциальной энергии внутри системы: механическая энергия = потенциальная энергия + кинетическая энергия. Результат этого уравнения называется полной механической энергией. Механическая энергия измеряется в единицах, называемых джоулями. Объекты с механической энергией либо находятся в движении, либо имеют запасенную энергию для выполнения работы. В то время как изолированная система сохраняет свою механическую энергию, на самом деле этого обычно не происходит, потому что некоторая потенциальная энергия преобразуется в другие формы энергии, такие как тепло, через сопротивление воздуха и трение. Эта энергия «теряется» в системе.