Was ist mechanische Energieformel – Gleichung – Definition

Mechanische Energieformel

In der Physik ist mechanische Energie (E _mech ) die Energie, die mit der Bewegung und Position eines Objekts verbunden ist, normalerweise in einem Kraftfeld (z. B. Gravitationsfeld). Mechanische Energie (und auch die Wärmeenergie) kann in zwei Kategorien unterteilt werden, transient und gespeichert. Transiente Energie ist Energie in Bewegung, dh Energie, die von einem Ort zum anderen übertragen wird. Gespeicherte Energie ist die Energie, die in einer Substanz oder einem Objekt enthalten ist. Vorübergehende mechanische Energie wird üblicherweise als Arbeit bezeichnet . Gespeicherte mechanische Energie existiert in einer von zwei Formen: kinetisch oder potentiell :

• Potentielle Energie . Die potentielle Energie U ist definiert als die Energie, die in einem Objekt gespeichert ist, das einer konservativen Kraft ausgesetzt ist. Übliche Typen sind die potentielle Gravitationsenergie eines Objekts, die von seiner Masse und seinem Abstand vom Massenmittelpunkt eines anderen Objekts abhängt.
• Kinetische Energie . Die kinetische Energie K ist definiert als die Energie, die aufgrund ihrer Bewegung in einem Objekt gespeichert ist. Dies hängt von der Geschwindigkeit eines Objekts ab und von der Fähigkeit eines sich bewegenden Objekts, an anderen Objekten zu arbeiten, wenn es mit ihnen kollidiert.

Siehe auch: Erhaltung der mechanischen Energie

Ein isoliertes System ist ein System, bei dem keine äußere Kraft Energieänderungen verursacht. Wenn nur konservative Kräfte auf ein Objekt wirken und U die potentielle Energiefunktion für die gesamte konservative Kraft ist, dann

E _mech = U + K.

Die potentielle Energie U hängt von der Position eines Objekts ab, das einer konservativen Kraft ausgesetzt ist.

Es ist definiert als die Arbeitsfähigkeit des Objekts und wird erhöht, wenn das Objekt in die entgegengesetzte Richtung der Kraftrichtung bewegt wird.

Die potentielle Energie, die mit einem System verbunden ist, das aus der Erde und einem nahe gelegenen Teilchen besteht, ist  potentielle Gravitationsenergie .

Die kinetische Energie K hängt von der Geschwindigkeit eines Objekts ab und ist die Fähigkeit eines sich bewegenden Objekts, an anderen Objekten zu arbeiten, wenn es mit ihnen kollidiert.

 K = ½ mv ²

Die oben erwähnte Definition ( E _mech = U + K ) setzt voraus, dass das System frei von Reibung und anderen nicht konservativen Kräften ist . Der Unterschied zwischen einer konservativen und einer nichtkonservativen Kraft besteht darin, dass die Arbeit der konservativen Kraft unabhängig vom Pfad ist, wenn eine konservative Kraft ein Objekt von einem Punkt zum anderen bewegt.

Block rutschen eine reibungslose Steigung hinunter

Der 1-kg-Block beginnt eine Höhe H (sagen wir 1 m) über dem Boden mit einer potentiellen Energie mgH und einer kinetischen Energie von 0. Er gleitet auf den Boden (ohne Reibung) und kommt ohne potentielle Energie und kinetische Energie an K = ½ mv ² . Berechnen Sie die Geschwindigkeit des Blocks am Boden und seine kinetische Energie.

E _mech = U + K = const

=> ½ mv ² = mgH

=> v = √2gH = 4,43 m / s

=> K ₂ = ½ x 1 kg x (4,43 m / s) ² = 19,62 kg.m ² .s ^-2 = 19,62 J