Legea conservării energiei afirmă că energia nu poate fi creată sau distrusă, dar se poate schimba de la o formă de energie la alta.
Activitățile pe care le desfășurăm în fiecare zi sunt schimbări de energie de la o formă la alta.
Conform definiției dicționarului Cambridge, energia este puterea de a face lucrări care produc lumină, căldură sau mișcare sau combustibil sau electricitate utilizată pentru energie.
De exemplu, atunci când mâncăm, transformăm energia chimică din alimente în energia pe care o folosim pentru a ne deplasa. Cu toate acestea, această energie nu se va schimba când suntem încă. Energia va continua să existe. Următorul este sunetul legii conservării energiei.
Înțelegerea legii conservării energiei
„Cantitatea de energie dintr-un sistem închis nu se schimbă, va rămâne aceeași. Această energie nu poate fi nici creată, nici distrusă, dar se poate schimba de la o formă de energie la alta ”
Fondatorul unei legi de conservare a energiei este James Prescott Joule, un om de știință din Anglia care s-a născut la 24 decembrie 1818.
Legea conservării energiei mecanice este suma energiei cinetice și a energiei potențiale. Energia potențială este energia prezentă într-un obiect, deoarece obiectul este situat într-un câmp de forță. Între timp, energia cinetică este energia cauzată de mișcarea unui obiect care are masă / greutate.
Următoarea este scrierea formulei pentru cele două energii.
informație
E K = Energia cinetică (Joule)
E P = Energie potențială (Joule)
m = Masă (Kg)
v = Viteza (m / s)
g = gravitație (m / s2)
h = înălțimea obiectului (m)
Toate unitățile pentru o cantitate de energie sunt Jouli (SI). Mai mult, în energia potențială, activitatea acestei forțe este egală cu schimbarea negativă a energiei potențiale a sistemului.
Pe de altă parte, pentru un sistem care schimbă viteza, munca totală care acționează asupra acestui sistem este egală cu schimbarea energiei cinetice. Deoarece forța de lucru este doar o forță conservatoare, efortul total asupra sistemului va fi, de asemenea, egal cu schimbarea negativă a energiei potențiale.
Dacă combinăm aceste două concepte, va apărea o stare în care schimbarea totală a energiei cinetice și schimbarea energiei potențiale este egală cu zero.
Din a doua ecuație, se poate observa că suma energiilor inițiale cinetice și potențiale este aceeași cu suma energiilor finale cinetice și potențiale.
De asemenea, citiți: Elements of Fine Art (FULL): Noțiuni de bază, imagini și explicațiiSuma acestei energii se numește energie mecanică. Valoarea acestei energii mecanice este întotdeauna constantă, cu condiția ca forța care acționează asupra sistemului să fie o forță conservatoare.
Formula legii conservării energiei
Fiecare energie totală din sistem (adică energie mecanică) trebuie să fie întotdeauna aceeași, deci energia mecanică înainte și după aceasta are aceeași magnitudine. În acest caz poate fi exprimat ca
Exemplu al Legii conservării energiei
1. Fruct pe un copac căzut
Când fructul este pe pohom, acesta va sta nemișcat. Acest fruct va avea energie potențială datorită înălțimii sale de la sol.
Acum, dacă fructul cade din copac, energia potențială va începe să fie transformată în energie cinetică. Cantitatea de energie va rămâne constantă și va fi energia mecanică totală a sistemului.
Chiar înainte ca fructul să atingă solul, energia potențială totală a sistemului va scădea până la zero și va avea doar energie cinetică.
2. Centrale hidroelectrice
Energia mecanică din apa care cade din cascadă este utilizată pentru a roti turbinele din partea de jos a cascadei. Această rotație a turbinei este utilizată pentru a genera electricitate.
3. Motor cu abur
Motoarele cu aburi funcționează cu abur, care este energie termică. Această energie termică este transformată în energie mecanică care este utilizată pentru a conduce locomotiva. Acesta este un exemplu de conversie a energiei termice în energie mecanică
4. Morile de vânt
Energia cinetică a vântului determină rotirea lamelor. Morile de vânt transformă energia cinetică a vântului în energie electrică.
5. Pistola cu săgeți de jucărie
Pistolul cu săgeți are un arc care poate stoca energie elastică atunci când este într-o poziție comprimată.
Această energie va fi eliberată atunci când arcul se întinde, provocând mișcarea săgeții. Transformând astfel energia elastică a arcului în energie cinetică a săgeții în mișcare
6. Joc de marmură
Când se joacă cu baloane, energia mecanică de la degete este transferată în baloane. Acest lucru face ca marmura să se miște și să parcurgă o anumită distanță înainte de a se opri.
Citiți și: Conductorii sunt - descrieri, desene și exempleExemplu de probleme de conservare a legii energiei
1. Yuyun a scăpat o cheie motor de la o înălțime de 2 metri, astfel încât cheia în mișcare să cadă liber sub casă. Dacă accelerația datorată gravitației în acel loc este de 10 m / s2, atunci viteza cheie după deplasarea de 0,5 metri din poziția inițială este
Explicaţie
h 1 = 2 m, v 1 = 0, g = 10 m / s2, h = 0,5 m, h 2 = 2 - 0,5 = 1,5 m
v 2 =?
Bazat pe legea conservării energiei mecanice
Em 1 = Em 2
Ep 1 + Ek 1 = Ep 2 + Ek 2
mgh 1 + ½ mv 1 2 = mgh 2 + ½m.v 2 2
m. 10 (2) + 0 = m. 10 (1,5) + ½m.v 2 2
20 m = 15 m + ½m.v 2 2
20 = 15 + ½ v 2 2
20 - 15 = ½ v 2 2
5 = ½ v 2 2
10 = v 2 2
v 2 = √10 m / s
2. Un bloc alunecă din partea superioară a unui plan înclinat neted pentru a ajunge la baza planului înclinat. Dacă partea superioară a planului înclinat se află la o înălțime de 32 de metri deasupra suprafeței podelei, atunci viteza blocului la sosirea în partea de jos a planului este
Explicaţie
h 1 = 32 m, v 1 = 0, h 2 = 0, g = 10 m / s2
v 2 =?
Conform legii conservării energiei mecanice
Em 1 = Em 2
Ep 1 + Ek 1 = Ep 2 + Ek 2
mgh 1 + ½ mv 1 2 = mgh 2 + ½m.v 2 2
m. 10 (32) + 0 = 0 + ½m.v 2 2
320 m = ½m.v 2 2
320 = ½ v 2 2
640 = v 2 2
v 2 = √640 m / s = 8 √10 m / s
3. O piatră cu o masă de 1 Kg este aruncată vertical în sus. Când înălțimea este la 10 metri de sol are o viteză de 2 m / s. Care este energia mecanică a mangoului în acel moment? Dacă g = 10 m / s2
Explicaţie
m = 1 kg, h = 10 m, v = 2 m / s, g = 10 m / s2
Conform legii conservării energiei mecanice
E M = E P + E K
E M = mgh + ½ m v2
E M = 1. 10. 10 + ½. 1. 22
E M = 100 + 2
E M = 102 jouli
Aceasta este descrierea legii conservării energiei și a problemelor și aplicațiilor acesteia în viața de zi cu zi. Sperăm că este util.
