1。ポテンシャルエネルギー(PE):
* 重力ポテンシャルエネルギー: これは、重力場でのオブジェクトの位置のために保存されているエネルギーです。
*式:PE =MGH
* m =オブジェクトの質量(kg)
* G =重力による加速(約9.8 m/s²)
* H =基準点(m)の上のオブジェクトの高さ
* 弾性ポテンシャルエネルギー: これは、伸びたスプリングや圧縮ラバーバンドなど、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。
*式:PE =(1/2)kx²
* k =スプリング定数(n/m)
* x =平衡位置からの変位(m)
2。運動エネルギー(KE):
* 翻訳速度エネルギー: これは、直線でのオブジェクトの動きに関連するエネルギーです。
*式:KE =(1/2)mV²
* m =オブジェクトの質量(kg)
* v =オブジェクトの速度(m/s)
* 回転速度エネルギー: これは、オブジェクトの回転に関連するエネルギーです。
*式:KE =(1/2)iω²
* i =慣性モーメント(kgm²)
*ω=角速度(rad/s)
3。総機械エネルギー(ME):
* 式:Me =PE + KE
例:
10 m/sの初期速度で上向きに投げられる2 kgの質量のあるボールがあるとしましょう。最高点で、ボールは5メートルの高さに達します。この時点でその機械的エネルギーを計算できます。
* ポテンシャルエネルギー: PE =mgh =(2 kg)(9.8 m/s²)(5 m)=98 j
* 運動エネルギー: KE =(1/2)mV²=(1/2)(2 kg)(0 m/s)²=0 j(ボールは最高点で一時的に停止するため)
* 機械的エネルギー: me =pe + ke =98 j + 0 j =98 j
重要なメモ:
*機械的エネルギーは、摩擦や空気抵抗などの非保守的な力がない場合に保存されます。これは、システムの総機械エネルギーが一定のままであることを意味します。
*重力ポテンシャルエネルギーの基準点は任意です。任意のポイントをゼロポテンシャルエネルギーにすることができます。
*機械的エネルギーの単位はジュール(J)です。