機械的エネルギー:運動と位置のエネルギー
機械的エネルギーとは、そのの動きのためにオブジェクトが所有するエネルギー (運動エネルギー)および位置 (ポテンシャルエネルギー)。 オブジェクトがどこにあり、何をしているのかのために、オブジェクトが持つエネルギーと考えてください。
これが故障です:
1。運動エネルギー:
*これは、その動きのためにオブジェクトが所有するエネルギー 。オブジェクトが速く移動するほど、より速度論的なエネルギーがあります。
*数学的には、運動エネルギー(KE)が計算されます: ke =1/2 * m *v²
* どこ:
* m オブジェクトの質量です
* v オブジェクトの速度です
2。ポテンシャルエネルギー:
*これは、の位置のためにオブジェクトが所有するエネルギーです または構成 。オブジェクトが高いほど、またはスプリングが圧縮されるほど、より多くのポテンシャルエネルギーがあります。
*ポテンシャルエネルギーにはさまざまな種類があり、最も一般的です。
* 重力ポテンシャルエネルギー(GPE): これは、参照ポイントを超える高さが原因でオブジェクトが持つエネルギーです。オブジェクトが高いほど、GPEが増えます。
* 弾性ポテンシャルエネルギー(EPE): これは、伸びた輪ゴムや圧縮スプリングなど、変形した弾性オブジェクトに保存されたエネルギーです。オブジェクトが変形するほど、EPEが増えます。
運動エネルギーとポテンシャルエネルギーの関係:
* 機械的エネルギーの保存: 理想的なシステム(摩擦やその他のエネルギー損失のない)では、総機械エネルギー(KE + PE)は一定のままです。これは、エネルギーを運動型と潜在的なフォーム間で伝達できることを意味しますが、合計量は同じままです。
* 例:
*ボールは高さから落ちました:ボールが落ちると、GPEは減少し、そのKEは増加します。
*伸びた輪ゴム:リリースすると、EPEが減少し、輪ゴムのKEが増加します。
機械的エネルギーの応用:
* 発電: 水力発電ダムは、高標高で保存された水の重力ポテンシャルエネルギーを利用して、電気を生成します。
* 輸送: 車両は、燃料の燃焼を使用して、動きのための運動エネルギーを生成します。
* マシン: 多くのマシンは、エンジン、ギア、レバーなどの作業を実行するために機械的エネルギーに依存しています。
重要なメモ:
*機械的エネルギーは、力ではなくエネルギーの一種です。
*機械的エネルギーはスカラー量です。つまり、方向ではなく大きさのみを持っています。
*機械的エネルギーの概念は、惑星の動きから機械の動作まで、多くの物理的現象を理解するための基本です。
機械的エネルギーを理解することで、動きや静止状態のオブジェクトの挙動を予測および説明することができます。これは物理学における重要な概念であり、さまざまな分野で幅広いアプリケーションを持っています。