1. Potentiell energi (PE)
* gravitationspotentialenergi: Detta är den energi som ett objekt har på grund av dess position relativt en referenspunkt (vanligtvis marken).
* Formel:PE =mgh
* m =objektets massa (kg)
* g =acceleration på grund av tyngdkraften (9,8 m/s²)
* h =höjd över referenspunkten (m)
* elastisk potentiell energi: Detta är energin lagrad i ett deformerat elastiskt föremål, som en sträckt fjäder.
* Formel:PE =(1/2) kx²
* K =fjäderkonstant (N/M)
* x =deformation från jämviktspositionen (m)
2. Kinetisk energi (KE)
* Detta är den energi som ett objekt har på grund av dess rörelse.
* Formel:KE =(1/2) MV²
* m =objektets massa (kg)
* v =objektets hastighet (m/s)
3. Total Mechanical Energy (ME)
* För att beräkna ett objekts totala mekaniska energi, tillsätt helt enkelt den potentiella energin och kinetiska energin:
* me =pe + ke
Exempel:
Föreställ dig att en boll med massa 2 kg kastas vertikalt uppåt med en initial hastighet på 10 m/s. Låt oss beräkna dess mekaniska energi på den högsta punkten i dess bana.
* vid den högsta punkten:
* Bollens hastighet är noll (v =0 m/s), så ke =0.
* Bollens höjd är maximal (H =maximal), så vi måste hitta denna höjd.
* Användning av den kinematiska ekvationen:V² =u² + 2As, där u =initial hastighet, a =acceleration på grund av tyngdkraften (negativ eftersom den verkar nedåt) och s =höjd.
* Vi får:0² =10² + 2 (-9,8) h
* Lösning för H hittar vi H ≈ 5,1 m.
* Pe =mgh =2 kg * 9,8 m/s² * 5,1 m ≈ 100 j (joules)
* Därför är den totala mekaniska energin vid den högsta punkten me =pe + ke =100 j + 0 j =100 j.
Viktig anmärkning:
* Mekanisk energi bevaras i ett stängt system (inga yttre krafter som verkar på det) så länge det inte finns några icke-konservativa krafter som friktion eller luftmotstånd närvarande.
* I verkliga scenarier bevaras ofta mekanisk energi på grund av dessa krafter, vilket leder till energispridning som värme eller ljud.
