ข้อมูลพลังงานกลสำหรับเด็ก

พลังงานในทางฟิสิกส์คือความสามารถของระบบในการทำงาน งานคือแรงที่ระบบสร้างให้กับระบบอื่นในระยะไกล ดังนั้นพลังงานจึงเท่ากับความสามารถของระบบในการดึงหรือดันแรงอื่นๆ พลังงานกลเป็นผลรวมของพลังงานทั้งหมดภายในระบบ พลังงานกลแบ่งออกเป็นพลังงานสองรูปแบบ: พลังงานจลน์และพลังงานศักย์

เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ ประเภทของพลังงานที่แสดงคือพลังงานจลน์ พลังงานจลน์หลายรูปแบบ ได้แก่ การหมุน (พลังงานจากการหมุนรอบแกน) การสั่นสะเทือน (พลังงานจากการสั่นสะเทือน) และการแปล (พลังงานจากการเคลื่อนที่จากตำแหน่งหนึ่งไปยัง อื่นๆ) สมการในการแก้หาปริมาณพลังงานจลน์ของวัตถุในช่วงเวลาหนึ่งคือ: KE = (1/2) * m * v^2 โดยที่ m = มวลของวัตถุ และ v = ความเร็วของวัตถุ

โดยที่พลังงานจลน์เป็นพลังงานของการเคลื่อนที่ พลังงานศักย์คือพลังงานที่สะสมอยู่ในวัตถุขึ้นอยู่กับตำแหน่งของวัตถุ ในรูปแบบนี้ พลังงานไม่ทำงาน แต่มีศักยภาพที่จะแปลงเป็นรูปแบบพลังงานอื่นได้ ในกรณีของพลังงานกล พลังงานศักย์จะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ พลังงานศักย์สองรูปแบบคือพลังงานศักย์โน้มถ่วงและพลังงานศักย์ยืดหยุ่น พลังงานศักย์โน้มถ่วงคือพลังงานของวัตถุขึ้นอยู่กับความสูงเหนือพื้นดิน พลังงานศักย์ยืดหยุ่นคือพลังงานที่เก็บไว้ในวัตถุที่ถูกยืดหรือบีบอัด เช่น สปริง

กฎการอนุรักษ์พลังงานเป็นกฎพื้นฐานของฟิสิกส์และระบุว่าภายในระบบที่แยกจากสภาพแวดล้อมโดยรอบ พลังงานทั้งหมดภายในระบบจะถูกสงวนไว้ กล่าวคือ แม้ว่าปริมาณพลังงานจลน์และพลังงานศักย์จะเปลี่ยนแปลงจากโมเมนต์เป็น โมเมนต์ปริมาณพลังงานทั้งหมด พลังงานกลของวัตถุ ไม่เคยเปลี่ยนแปลงตราบเท่าที่ยังคงอยู่ โดดเดี่ยว พลังงานศักย์ของวัตถุถูกกำหนดโดยสมการ: PE = mgh โดยที่ m = มวลของวัตถุ g = ความเร่งโน้มถ่วง และ h = ความสูงของวัตถุเหนือพื้นดิน

พลังงานกลของระบบคือผลรวมของพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ภายในระบบ: พลังงานกล = พลังงานศักย์ + พลังงานจลน์ ผลลัพธ์ของสมการนี้เรียกว่าพลังงานกลทั้งหมด พลังงานกลวัดเป็นหน่วยที่เรียกว่าจูล วัตถุที่มีพลังงานกลเคลื่อนที่หรือมีพลังงานสะสมไว้ทำงาน แม้ว่าระบบที่แยกออกมาจะอนุรักษ์พลังงานกล แต่สิ่งนี้มักไม่เกิดขึ้นจริงเพราะ พลังงานศักย์บางส่วนถูกแปรสภาพเป็นพลังงานรูปแบบอื่น เช่น ความร้อน โดยผ่านแรงต้านของอากาศ และ แรงเสียดทาน พลังงานนี้จะกลายเป็น "สูญเสีย" ให้กับระบบ