• Was ist mechanische Energie?
• Arten von mechanischer Energie
• Beispiele für mechanische Energie
• Kinetische und potentielle mechanische Energie

Wir erklären, was mechanische Energie ist und wie sie klassifiziert werden kann. Auch Beispiele und potentielle und kinetische mechanische Energie.

Mechanische Energie umfasst sowohl die kinetische, elastische und potentielle Energie eines Objekts.

Was ist mechanische Energie?

Mechanische Energie ist die Summe der kinetischen Energie und der potentiellen Energie eines Körpers oder System. Kinetische Energie ist die Energie, die Körper in Bewegung, da es von deren Geschwindigkeiten und Massen abhängt. Die potentielle Energie hingegen ist mit der Arbeit von Kräften verbunden, die als Konservative bezeichnet werden, wie die elastischen Kräfte und die Gravitationskräfte, die von der Masse der Körper und ihrer Position abhängen, und Struktur.

Der Energieerhaltungssatz stellt fest, dass die mechanische Energie erhalten bleibt (konstant bleibt), solange die auf den Körper oder das System einwirkenden Kräfte konservativ sind, d. h. das System nicht Energie verlieren lässt. Dieses Prinzip lässt sich mathematisch wie folgt schreiben:

Emec = Ec + Ep = cte

woEc ist derKinetische Energie des Systems undEP seinepotenzielle Energie, die gravitativ, elastisch, elektrisch usw.

Diese Beziehung gilt nicht, wenn das System von nicht-konservativen Kräften beeinflusst wird. Bei Bewegungen auf Oberflächen mit Reibung (wie bei den meisten Oberflächen) verflüchtigt sich die kinetische Energie beispielsweise in Form von Wärme. Die mechanische Energie eines Systems kann auch in Form von Wärme verloren gehen, beispielsweise in thermodynamischen Systemen, in denen mechanische Energie in Thermal-.

Mechanische Energie wird häufig verwendet, um Arbeit zu verrichten oder in andere Energieformen umzuwandeln, wie zhydraulische Energie (wenn der Mensch die potentielle Energie des fallenden Wassers nutzt, um Arbeit zu verrichten). Ein weiteres Beispiel ist Windkraft oderMeerwasserenergie, das die kinetische Energie von Wind und Gezeiten nutzt, um sie in eine andere Art von Nutzenergie umzuwandeln.

Arten von mechanischer Energie

Die kinetische Energie hängt mit der Geschwindigkeit und Verschiebung von Objekten zusammen.

Mechanische Energie ist die Summe der folgenden Energien:

• Kinetische Energie. Es ist die Energie, die Objekte oder ein sich bewegendes System besitzen und die von ihrer Geschwindigkeit und ihrem Masse. Zum Beispiel: ein Ball in Bewegung.
• Potenzielle Energie. Es ist die Energie, die mit der Position eines Körpers in einem konservativen Kraftfeld wie Gravitation, elastischem, elektrischem usw. Die potentielle Energie kann wiederum zwei Arten haben:
  • Gravitationspotentiale Energie. Es ist die Energie, die auf die Wirkung derSchwere über die Leichen. Zum Beispiel: ein Gegenstand, der aus einer bestimmten Höhe fällt.
  • Elastische potentielle Energie. Es ist die Energie, die Systeme besitzen, die durch a . verformt sind Gewalt. Die Energie bleibt im System, bis die Kraft nicht mehr aufgebracht wird und das System somit in seine ursprüngliche Form zurückkehrt und die elastische Energie in kinetische Energie umwandelt. Zum Beispiel: Eine Feder, die durch eine äußere Kraft gedehnt oder zusammengezogen wird, die, wenn sie nicht aufgebracht wird, der Feder ermöglicht, in ihre normale Gleichgewichtsposition zurückzukehren.

Beispiele für mechanische Energie

Einige mögliche Beispiele für mechanische Energie in ihren verschiedenen Formen sind die folgenden:

• Ein Achterbahnwagen. An seinem höchsten Punkt hat der Wagen genügend potenzielle Gravitationsenergie (aufgrund der Höhe) angesammelt, um eine Sekunde später frei zu fallen und alles in kinetische Energie (aufgrund der Bewegung) umzuwandeln und rasende Geschwindigkeiten zu erreichen.
• Eine Windmühle. Die kinetische Energie des Windes gibt den Blättern der Mühle einen Schub, der in mechanische Arbeit umgewandelt wird: Drehen des Zahnrads, das die Körner tiefer mahlt.
• Ein Pendel Die potentielle Gravitationsenergie desGewicht es wird in kinetische Energie umgewandelt, damit es sich entlang seiner Bahn bewegt, wobei die gesamte mechanische Energie erhalten bleibt.
• Ein Sprungbrett. Der Badende, der von einem Sprungbrett springt, verwendet sein Gewicht (potentielle Gravitationsenergie), um das Sprungbrett nach unten zu verformen (elastische potenzielle Energie) und dies, wenn es seine Form wiedererlangt, drückt es nach oben und erhöht seine Höhe (mehr Gravitationspotenzial), wodurch es wirkt wird beim freien Fall ins Wasser oft in kinetische Energie umgewandelt.

Kinetische und potentielle mechanische Energie

Wie bereits gesagt, beinhaltet mechanische Energie zwei Energien: kinetische und potentielle.

Die erste ist berechenbar durch die einfache Formel vonEc = ½ m. v2 und deine Einheit von Messung beim Internationales System werden die Joule (J) sein.

Stattdessen ist potentielle Energie die Energiemenge, die im System aufgrund seiner besonderen Konfiguration oder seiner Positionierung in Bezug auf ein Kraftfeld (gravitativ, elastisch oder elektromagnetisch) gespeichert ist. Diese Energie kann in andere Energieformen, wie beispielsweise die Kinetik selbst, umgewandelt werden.