Questo articolo discute degli usi dell'energia meccanica. L'energia posseduta dagli oggetti in virtù della loro posizione e movimento è chiamata energia meccanica.
L'energia meccanica è presente in abbondanza e possiamo osservarla in quasi ogni aspetto della nostra vita. Tutto ciò che ci circonda può possedere energia meccanica. In questo articolo parleremo degli usi e dei diversi tipi di energia meccanica.
Usi dell'energia meccanica
Gli usi dell'energia meccanica sono innumerevoli. Anche se discuteremo alcuni degli usi più comuni dell'energia meccanica. Sono riportati di seguito-
Guidare una macchina
L'auto possiede energia cinetica a causa della sua massa e velocità. Quindi è un esempio di oggetto avente energia cinetica.
Ruotare la maniglia di una porta
Ruotare la maniglia di una porta richiede energia cinetica rotazionale. La velocità di rotazione della maniglia della porta e il suo momento d'inerzia si combinano per dare l'energia cinetica di rotazione.
Martellare un chiodo
Martellare un chiodo può essere un esempio di energia potenziale che viene convertita in energia cinetica. Quando il martello si abbassa, l'energia potenziale diminuisce e l'energia cinetica del martello aumenta. Questa energia cinetica viene quindi trasferita al chiodo che viene spostato all'interno della parete/legno.
Respirazione
L'inalazione e l'espirazione sono il risultato della contrazione e del rilassamento del diaframma. Il processo di inspirazione ed espirazione è un esempio di energia potenziale elastica.
Correre e camminare
Correre e camminare sono esempi di energia cinetica.
Aereo che vola in aria
L'aereo che vola a una certa altitudine ha un'energia potenziale. L'entità dei potenziali cambiamenti con l'altitudine dell'aeromobile. Entrambi sono direttamente proporzionali tra loro.
Andare in bicicletta
Andare in bicicletta è un esempio di energia cinetica. Maggiore è la velocità della bicicletta maggiore sarà la sua energia cinetica.
Top che gira sul pavimento
Una trottola che gira sul pavimento possiede energia cinetica di rotazione. Il momento d'inerzia della sommità e la sua velocità di rotazione daranno il valore dell'energia cinetica di rotazione.
Sistema di sospensione utilizzato nelle automobili
Il sistema di sospensione utilizzato nelle automobili ha un elastico energia potenziale immagazzinata in loro. Questa energia aiuta le automobili a sopravvivere su strade accidentate poiché il sistema di sospensione funge da ammortizzatore.
Pendolo con movimento avanti e indietro
Un oscillante pendolo è un esempio di energia potenziale che viene convertita in energia cinetica durante il suo corso di moto.
Lanciare una palla
Lanciare una palla in aria è di nuovo un esempio di conversione di energia. L'energia cinetica della palla viene convertita in energia potenziale quando la palla raggiunge il suo apogeo (altezza massima raggiunta). E poi l'energia potenziale viene riconvertita in energia cinetica mentre scende.
Usando un'ascia per tagliare l'albero
L'ascia possiede energia cinetica che viene trasferita all'albero per il taglio.
Lanciare un oggetto dal terrazzo di un edificio
Questo oggetto subisce l'influenza dell'energia potenziale gravitazionale una volta che inizia a scendere. La gravità continua a tirare l'oggetto verso il basso fino all'impatto.
In piedi in un ascensore
Stare in piedi in un ascensore è un esempio di energia potenziale gravitazionale. Se le corde dell'ascensore sono rotte, si sperimenterà la caduta libera.
Far funzionare una turbina
La turbina ruota a causa del trasferimento di energia cinetica alle pale della turbina. Questa energia cinetica è posseduta dal vapore/acqua o da qualsiasi fluido di lavoro utilizzato in quel processo.
Che cos'è l'energia meccanica?
Come abbiamo discusso nella sezione precedente, meccanico l'energia può essere definita come l'energia posseduta da un oggetto a causa del suo movimento o posizione.
Questo tipo di energia è responsabile della mobilità delle cose. Esistono molti tipi di energia meccanica, di cui parleremo nelle sezioni successive.
Tipi di energia meccanica
L'energia meccanica è classificata sostanzialmente in tre tipi. Questi tipi sono classificati in base al movimento o alla posizione dell'oggetto.
Vediamo i diversi tipi di energia meccanica-
- Energia potenziale– Questo tipo di energia esiste quando la posizione dell'oggetto si trova a una certa distanza dal suolo. L'energia potenziale è posseduta dall'oggetto in virtù della sua altezza/posizione da terra. Cioè, l'energia potenziale è una funzione dell'altezza/posizione dell'oggetto da terra. Matematicamente, l'energia cinetica può essere data come
PE=mg
dove,
m è la massa dell'oggetto
g è l'accelerazione di gravità
h è l'altezza dell'oggetto da terra
- Energia cinetica– Questo tipo di energia esiste a causa del movimento dell'oggetto. L'energia cinetica è funzione della massa e del quadrato della velocità. La formula per l'energia cinetica è discussa nella sezione riportata di seguito
KE = 1/2 millivolt2
dove,
m è la massa dell'oggetto
v è la velocità dell'oggetto
- Energia di primavera– Questo tipo di energia esiste a causa della posizione/elasticità della molla. Più la corda viene allungata o compressa dalla sua posizione di riposo, il minerale sarà l'energia primaverile posseduta dalla primavera. L'energia della molla è direttamente proporzionale allo spostamento della molla. La formula per l'energia primaverile è data sotto-
SE = 1/2 kx2
dove,
k è il coefficiente di rigidità del materiale
x è la quantità di spostamento che subisce il materiale
Quali sono i tipi di energia potenziale?
Anche l'energia potenziale è classificata in due tipi. Vediamo quali sono i tipi di energia potenziale-
- Energia potenziale gravitazionale- Questo tipo di energia potenziale esiste in virtù della posizione/altezza dell'oggetto dal suolo. La grandezza della gravitazionale l'energia potenziale è direttamente proporzionale all'altezza dell'oggetto da terra.
- Energia potenziale elastica– Questo tipo di energia potenziale esiste come virtù della condizione dell'oggetto. La condizione dipende dal materiale dell'oggetto. Possiamo dire che l'energia primaverile è un tipo di energia potenziale stessa.
Crediti immagine: Penny Mayes, Rievocazione medievale del tiro con l'arco, CC BY-SA 2.0
Che cos'è l'energia cinetica di rotazione?
Come suggerisce il nome, l'energia cinetica rotazionale di un oggetto è l'energia cinetica posseduta da un oggetto quando l'oggetto è in movimento rotatorio. Il coniugato di massa è l'inerzia e per la velocità lineare, il coniugato è l'energia di rotazione.
Simile all'energia cinetica, se l'oggetto ha un momento di inerzia maggiore e una velocità di rotazione maggiore, l'entità dell'energia cinetica di rotazione sarà maggiore. Matematicamente, l'energia cinetica di rotazione può essere data da-
RE = 1/2 io ω2
dove,
I è il momento di inerzia dell'oggetto
Omega è la velocità di rotazione dell'oggetto.
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