ENERGIA MECHANICZNA W PRZYRODZIE
Nic nie może żyć, poruszać się, funkcjonować bez energii. Rośliny potrzebują jej by rosnąć. Natomiast dla nas jest ona niezbędna do podtrzymywania procesów życiowych. Nasza energia pochodzi z pożywienia, energia maszyn wiąże się często z elektrycznością bądź zużycie paliwa. Wszyscy natomiast korzystamy z energii słonecznej. Nie trudno wywnioskować, że energia jest wszechobecna. Aby lepiej się jej przyjrzeć zaprezentuj jej definicje.
Energia jest wielkością skalarną w fizyce. Charakteryzuje ona stan układu fizycznego (materii) jako jego zdolność do wykonywania określonej pracy. Energia może występować w różnych postaciach, np.: energia kinetyczna, jądrowa, cieplna, mechaniczna. Jednakże w mojej pracy zwrócę uwagę na energię mechaniczną.
Z fizycznego punktu widzenia energia mechaniczna to suma energii kinetycznej i potencjalnej. Jest postacią energii związaną z ruchem i położeniem obiektu fizycznego względem pewnego układu odniesienia.
W sensie technicznym używa się tego terminu, np. jako zdolności do wytworzenia oraz przekazania napędu przez maszynę.
W przypadku energii mechanicznej możemy wyróżnić jej następujące rodzaje:
energię potencjalną (związaną z oddziaływaniem) – taką energię posiada ciało. które oddziałuje z innym ciałem:
- siłami grawitacyjnymi ( energia potencjalna grawitacji),
- siłami sprężystości ( energia potencjalna sprężystości).
energię kinetyczną ( dotyczącą ciał będących w ruchu):
- ruchu postępowego,
- ruchu obrotowego.
Mówiąc o energii mechanicznej, nie sposób nie wspomnieć o zasadzie zachowania energii mechanicznej, która brzmi następująco:
Jeśli przemiany energii mechanicznej zachodzą wewnątrz układu ciał,
to całkowita energia mechaniczna
(suma energii potencjalnej i kinetycznej) układu
jest zachowana – nie zmienia się.
Zasadę zachowania energii mechanicznej możemy stosować tylko wtedy, gdy możemy pominąć siły tarcia i inne opory ruchu.
Na co dzień, często, obserwujemy przemianę jednego rodzaju energii mechanicznej na drugi. Na przykład energii potencjalnej na kinetyczną w następującej sytuacji:
napięty łuk ma energię potencjalną sprężystości, ale po wypuszczeniu cięciwy przekształca się na energię kinetyczną łuku,
Jabłko wiszące na gałęzi posiada energie potencjalną grawitacji, kiedy się zerwie i zacznie spadać energia potencjalna będzie się zmieniać w energię kinetyczną.
Mam nadzieję, że w sposób możliwie przejrzysty ukazałam wiedzę na temat energii mechanicznej. Myślę, że wiedza na ten temat jest niezwykle użyteczna i możliwa do wykorzystania w życiu codziennym: warto zapamiętać, że urządzenia takie jak hamulce konwertują jedną energię w drugą ( w tym przypadku energię mechaniczną w cieplną).