Predpokladom je uvedenie akéhokoľvek tela do pohybu pracovná práca. Zároveň je na vykonanie tejto práce potrebné vynaložiť trochu energie.
Energia charakterizuje telo z hľadiska schopnosti pracovať. Jednotka energie je joule, skrátene [J].
Celková energia akéhokoľvek mechanického systému je ekvivalentná celkovej hodnote potenciálnej a kinetickej energie. Preto je obvyklé rozlišovať potenciálnu a kinetickú energiu ako rôzne druhy mechanickej energie.
Ak hovoríme o biomechanických systémoch, potom celková energia týchto systémov navyše pozostáva z tepla a energie metabolických procesov.
V izolovaných systémoch telies, keď na ne pôsobia iba gravitácia a elasticita, sa celková energia nemení. Toto vyhlásenie je zákonom o šetrení energie..
Čo je jeden a druhý typ mechanickej energie?
O potenciálnej energii
Potenciálna energia je energia určená vzájomnou pozíciou telies alebo zložkami týchto telies, ktoré vzájomne pôsobia. Inými slovami je táto energia určená vzdialenosť medzi telami.
Napríklad, keď telo spadne a začne pohybovať okolité telesá na klesacej ceste, gravitácia vykoná pozitívnu prácu. A naopak, v prípade dvíhania tela môžeme hovoriť o produkcii negatívnej práce.
Vzorec potenciálnej energie
Preto má každé telo umiestnené v určitej vzdialenosti od zemského povrchu potenciálnu energiu. Čím väčšia je výška a hmotnosť, tým väčšia je dôležitosť práce, ktorú telo vykonáva. Zároveň v prvom príklade, keď telo spadne, potenciálna energia bude negatívna a keď sa zvýši, potenciálna energia je pozitívna.
Vysvetľuje to to rovnaké pôsobenie hodnoty gravitácie, ale opak v znamení zmeny potenciálnej energie.
Príkladom výskytu interakčnej energie je objekt vystavený elastickej deformácii - stlačená pružina: po narovnaní bude pôsobiť sila pružnosti. Hovoríme tu o dokončení práce v dôsledku zmeny umiestnenia komponentov tela vo vzťahu k sebe navzájom pri elastickej deformácii.
Keď zhrnieme tieto informácie, všimneme si, že absolútne každý objekt ovplyvnený gravitáciou alebo elastickou silou bude mať energiu potenciálneho rozdielu.
O kinetickej energii
Kinetika je energia, ktorú telá začínajú mať v dôsledku pohybový proces. Na základe toho sa kinetická energia telies v pokoji rovná nule.
Vzorec kinetickej energie
Veľkosť tejto energie je rovnocenná s veľkosťou práce, ktorú je potrebné urobiť, aby sa telo dostalo zo stavu pokoja a aby sa tým pohybovalo. Inými slovami, kinetická energia sa môže vyjadriť ako rozdiel medzi celkovou energiou a pokojovou energiou.Práca translačného pohybu, ktorú pohybujúce sa telo vytvára priamo, závisí od druhej mocniny a rýchlosti. Práca rotačného pohybu závisí od momentu zotrvačnosti a štvorca uhlovej rýchlosti.
Celková energia pohybujúcich sa telies zahŕňa obidva typy vykonávanej práce, určuje sa podľa nasledujúceho výrazu :. Hlavné charakteristiky kinetickej energie:
- aditivita - definuje kinetickú energiu ako energiu systému, pozostávajúcu zo súboru materiálových bodov a rovnajúcu sa celkovej kinetickej energii každého bodu tohto systému;
- nemennosťvzhľadom na rotáciu referenčného systému - kinetická energia je nezávislá od polohy a smeru rýchlosti bodu;
- konzervácia - charakteristika znamená, že kinetická energia systémov sa pri akýchkoľvek interakciách nezmení, v prípadoch, keď sa zmení iba mechanická charakteristika.
Príklady telies s potenciálnou a kinetickou energiou
Všetky objekty vyvýšené a umiestnené v určitej vzdialenosti od zemského povrchu v stacionárnom stave sú schopné vlastniť potenciálnu energiu. Napríklad betónová doska zdvíhaná žeriavom, ktorá je stacionárna, natiahnutá pružina.
Kinetická energia má pohybujúce sa vozidlá, ako aj všeobecne akýkoľvek pohybujúci sa predmet.
Zároveň sa v prírode, domácich záležitostiach a technológii, potenciálna energia dokáže transformovať na kinetickú a naopak, kinetická je naopak na potenciálnu energiu.
lopta, ktorá je odhodená z určitého bodu vo výške: v najvyššej polohe je potenciálna energia gule maximálna a hodnota kinetickej energie nulová, pretože sa guľa nepohybuje a zostáva v pokoji. Pri poklese nadmorskej výšky klesá potenciálna energia zodpovedajúcim spôsobom. Keď lopta dosiahne zemský povrch, bude sa otáčať; kinetická energia v súčasnosti rastie a potenciál bude nulový.
Niektoré telá môžu vlastniť obidva typy mechanickej energie súčasne. Ako príklad uvádzame vodu, ktorá padá z priehrady, kyvadla, lietajúce šípy.
Záver - aký je rozdiel medzi kinetickou energiou a potenciálom?
Aby som to zhrnul, poznamenávame, že oboje druhy mechanickej energie. Ich hlavný rozdiel: potenciálna energia je energia vzájomne pôsobiacich telies umiestnených na diaľku a kinetická energia predstavuje energiu pohybu týchto telies..
