Η μηχανική ενέργεια είναι το άθροισμα της κινητικής και της δυναμικής ενέργειας. Η κινητική ενέργεια είναι η κίνηση. Η δυναμική ενέργεια είναι η θέση. Ένα κινούμενο αυτοκίνητο έχει κινητική ενέργεια. Ένα τεντωμένο ελατήριο έχει δυναμική ενέργεια. Ένα εκκρεμές στην κορυφή της ταλάντωσής του έχει δυναμική ενέργεια. Στο κάτω μέρος, έχει κινητική ενέργεια. Η συνολική μηχανική ενέργεια παραμένει σταθερή εάν δεν ασκείται τριβή ή αντίσταση αέρα.
Η αρχή διατήρησης της μηχανικής ενέργειας είναι ένα ισχυρό εργαλείο. Ένα τρενάκι του λούνα παρκ στην κορυφή ενός λόφου έχει δυναμική ενέργεια. Στο κάτω μέρος, έχει κινητική ενέργεια. Το άθροισμα είναι το ίδιο σε κάθε σημείο, αγνοώντας την τριβή. Γι' αυτό ο πρώτος λόφος είναι πάντα ο ψηλότερος. Το τρενάκι του λούνα παρκ δεν μπορεί να ανέβει ψηλότερα από το σημείο εκκίνησής του, εκτός εάν έχει άλλη πηγή ενέργειας.
Μηχανική ενέργεια σε δράση
- Εκκρεμές: δυναμικό προς κινητική και αντίστροφα.
- Τρενάκι του λούνα παρκ: δυναμικό στην κορυφή, κινητικό στο κάτω μέρος.
- Πτώση αντικειμένου: πιθανές μετατροπές σε κινητικές.
- Τόξο και βέλος: ελαστικό δυναμικό προς κινητικό.
- Υδροηλεκτρικό φράγμα: από βαρυτικό δυναμικό σε κινητικό και σε ηλεκτρικό.
Στον πραγματικό κόσμο, η μηχανική ενέργεια δεν διατηρείται τέλεια. Η τριβή μετατρέπει ένα μέρος της σε θερμότητα. Η αντίσταση του αέρα κάνει το ίδιο. Γι' αυτό το λόγο ένα εκκρεμές τελικά σταματά να ταλαντεύεται. Η ενέργεια εξακολουθεί να υπάρχει, αλλά έχει αλλάξει μορφή. Τώρα είναι θερμική ενέργεια, κατανεμημένη μεταξύ των μορίων του αέρα και του άξονα περιστροφής. Η μηχανική ενέργεια είναι χρήσιμη επειδή είναι εύκολο να μετατραπεί. Κινεί στροβίλους, οχήματα και μηχανές. Είναι η ενέργεια των κινούμενων μερών. Όταν κάνετε πετάλι σε ένα ποδήλατο, μετατρέπετε τη χημική ενέργεια από την τροφή σε μηχανική ενέργεια. Όταν φρενάρετε, μετατρέπετε τη μηχανική ενέργεια σε θερμότητα. Η συνολική ενέργεια διατηρείται πάντα. Μόνο η μορφή αλλάζει.
Comments
No comments yet. Be the first to share a thought.
Leave a comment