Vad är mekanisk energi?
Mekanisk energi är summan av Potential Energy (PE) och kinetic energi (KE) .
* Potentiell energi lagras energi på grund av ett objekts position eller konfiguration (t.ex. gravitationspotentialenergi, elastisk potentiell energi).
* kinetisk energi är rörelsens energi, beroende av ett objekts massa och hastighet.
Konservativa krafter är krafter som inte beror på den väg som tagits, bara på de initiala och slutliga positionerna. Exempel inkluderar:
* tyngdkraft: Det arbete som utförs av tyngdkraften på ett objekt som rör sig från punkt A till punkt B är detsamma oavsett den väg som tagits.
* elastiska krafter: Det arbete som utförs av en vårsträckning eller komprimering är oberoende av den väg som tagits.
icke-konservativa krafter är krafter som beror på den väg som tagits. De sprider ofta energi som värme eller ljud. Exempel inkluderar:
* friktion: Arbetet som utförs av friktion beror på det resade avståndet.
* Luftmotstånd: Arbetet som utförs med luftmotstånd beror på objektets form, hastighet och körningen.
situationer där mekanisk energi bevaras:
* En boll som faller fritt i ett vakuum: Endast tyngdkraften verkar på bollen och tyngdkraften är konservativ. När bollen faller minskar dess potentiella energi och dess kinetiska energi ökar, men deras summa (mekanisk energi) förblir konstant.
* En enkel pendel som svänger i vakuum: Tyngdkraften och spänningen i strängen är konservativa krafter. När pendeln svänger utbyter den potentiell energi för kinetisk energi och vice versa, men den totala mekaniska energin förblir konstant.
* En massa fäst vid en idealisk fjäder som rör sig på en friktionslös yta: Vårens elastiska kraft är konservativ. Massan oscillerar och utbyter potentiell energi för kinetisk energi, men den totala mekaniska energin förblir densamma.
situationer där mekanisk energi inte bevaras:
* En bilbromsning till ett stopp: Friktion mellan bromsarna och hjulen omvandlar mekanisk energi till värme, vilket orsakar en förlust av mekanisk energi.
* En boll som studsar på en yta: Kollisionen med ytan är inte helt elastisk. Viss energi går förlorad som värme och ljud, vilket leder till en minskning av mekanisk energi med varje studs.
* En raket som lanseras ut i rymden: Raketens motor fungerar på raketen och lägger till energi till systemet. Detta arbete kommer från brinnande bränsle, som är en icke-konservativ process.
Sammanfattningsvis bevaras mekanisk energi i stängda system där endast konservativa krafter agerar. I den verkliga världen är emellertid ofta icke-konservativa krafter närvarande, vilket leder till energifördelning och en minskning av mekanisk energi.
