機械エネルギーは、物体またはシステムに作用する総エネルギーであり、運動エネルギーと位置エネルギーの合計によって計算されます。これは、散逸力が作用していない場合に保存されます。これは、この場合、エネルギー変換の前後で力学的エネルギーの値が変化しないことを意味します。
力学エネルギーのまとめ
機械エネルギーは、運動エネルギーと位置エネルギーの和に相当するスカラー物理量です。
測定単位はジュールです。
そのタイプには、運動エネルギー (物体の動きに関連) と位置エネルギーがあり、弾性エネルギー (物体のバネの作用に関連) または重力エネルギー (物体の高さの変化に関連) があります。
その保存において、前の系の力学的エネルギーは、後のその系の力学的エネルギーと等しくなります。この保存によって機能するものの例は、ニュートンの振り子です。
機械エネルギーとは何ですか?
機械エネルギーは、物体の働きによって生成されるスカラー物理量であり、システムに作用する総エネルギーであり、運動エネルギーと位置エネルギーの合計です。
国際単位系によると、機械エネルギーの測定単位はジュールであり、文字Jで表されます。
機械エネルギーの公式
→ 機械エネルギー
\(E_m=E_c+E_p\)
どの中で
\(E_p=E_{pel}+E_{pg}\)
\(E_m\) → 機械エネルギー、ジュール\([J]\)で測定。
\(E_c\) → ジュール\([J]\)で測定される運動エネルギー。
\(E_p\) → 位置エネルギー、ジュール\([J]\)で測定。
\(E_{pel}\) → 弾性位置エネルギー、ジュール\([J]\)で測定。
\(E_{pg}\) → ジュール\([J]\)で測定される重力位置エネルギー。
→ 運動エネルギー
\(E_c=\frac{m\cdot v^2}{2}\)
\(E_c\) → ジュール\([J]\)で測定される運動エネルギー。
m → キログラム単位で測定される質量\([kg]\) 。
v → 速度、 \([m⁄s]\)で測定されます。
→ 弾性位置エネルギー
\(E_{pel}=\frac{k\cdot x^2}{2}\)
\(E_{pel}\) → 弾性位置エネルギー、ジュール\([J]\)で測定。
k → バネ定数、 \([N/m]\)で測定。
x → バネの伸びまたは変形。メートル単位で測定されます\([m]\) 。
→ 重力位置エネルギー
\(E_{pg}=m\cdot g\cdot h\)
\(E_{pg}\) → ジュール\([J]\)で測定される重力位置エネルギー。
m → キログラム単位で測定される質量\([kg]\) 。
g → 重力加速度、約\(9.8\ m⁄s^2 \)の価値があります。
h → 身長、メートル単位で測定\([m]\) 。
機械エネルギーの種類
機械エネルギーには運動エネルギーと位置エネルギーの 2 種類があり、さらに弾性位置エネルギーと重力位置エネルギーに細分されます。
→ 運動エネルギー
これは物体の移動に関連するエネルギーであるため、画像でわかるように、何か動くものを扱っているときは常に運動エネルギーが発生します。
→ 位置エネルギー
物体の位置に関係するエネルギーであり、弾性位置エネルギーと重力位置エネルギーに分けられます。
◦ 弾性位置エネルギー
画像でわかるように、これはバネが身体に及ぼす作用に関連するエネルギーです。
◦ 重力位置エネルギー
これは、物体に対する地球の引力に関連するエネルギーであり、画像でわかるように、落下の場合など、高さの変化を扱うときに常に現れます。
機械的エネルギーの保存
機械的エネルギーの保存では、物体を介した機械的エネルギーの伝達があり、その前後（エネルギー変換の前後の瞬間）の機械的エネルギーの値は等しいが、散逸力の欠如に起因します。 、摩擦力および/または抗力など。その式は次のように書くことができます。
\(E_{m\ 前}=E_{m\ 後}\)
\(E_{m\ before}\) → システム内の以前の機械エネルギー。ジュール\([J]\)で測定されます。
\(E_{m\ after}\) → ジュール\([J]\)で測定される、系内の後の機械エネルギー。
たとえば、ニュートンの振り子は力学的エネルギー保存則に基づいて動作する装置であり、球体の 1 つが解放されると、他の球体に衝突して他の球体が動きます。これは球体の重力位置エネルギーによって起こります。 . 緩いエネルギーはシステムの残りの部分の運動エネルギーに変換され、動きを生み出します。