Механічная энергія і яе віды

Слова "энергія" адбываецца з грэцкай мовы і мае значэнне «дзеянне», «дзейнасць». Само паняцце было ўпершыню ўведзена ангельскай фізікам Т. Юнгом ў пачатку XIX стагоддзя. Пад «энергіяй» разумеецца здольнасць які валодае гэтай уласцівасцю цела здзяйсняць працу. Цела здольна здзяйсняць тым вялікую працу, чым большай энергіяй яно валодае. Існуе некалькі яе відаў: унутраная, электрычная, ядзерная і механічная энергіі. Апошняя часцей за іншых сустракаецца ў нашай паўсядзённым жыцці. Чалавек з даўніх часоў навучыўся прыстасоўваць яе пад свае патрэбы, пераўтвараючы ў механічную працу пры дапамозе разнастайных прыстасаванняў і канструкцый. Мы можам таксама ператвараць адны віды энергіі ў іншыя.

У рамках механікі (адзін з раздзелаў фізікі) механічная энергія - гэта фізічная велічыня, якая характарызуе здольнасць сістэмы (цела) да здзяйснення механічнай працы. Такім чынам, паказчыкам прысутнасці гэтага віду энергіі з'яўляецца наяўнасць некаторай хуткасці руху цела, валодаючы якой, яно можа здзяйсняць працу.

Віды механічнай энергіі: кінэтычная і патэнцыйная. У кожным выпадку кінэтычная энергія - велічыня скалярная, якая складваецца з сумы кінэтычных энергій ўсіх матэрыяльных кропак, якія складаюць пэўную сістэму. Тады як патэнцыйная энергія адзіночнага цела (сістэмы тэл) залежыць ад узаемнага размяшчэння яго (іх) частак у рамках вонкавага сілавога поля. Паказчыкам змены патэнцыйнай энергіі служыць дасканалая праца.

Цела валодае кінэтычнай энергіяй, калі яно знаходзіцца ў руху (яе інакш можна назваць энергіяй руху), а патэнцыйнай - калі яно паднята над паверхняй зямлі на нейкую вышыню (гэта энергія ўзаемадзеяння). Вымяраецца механічная энергія (як і іншыя віды) ў джоўль (Дж).

Для знаходжання энергіі, якой валодае цела, трэба знайсці працу, выдаткоўваную на пераклад гэтага цела ў цяперашні стан са стану нулявога (калі энергія цела прыраўноўваецца да нуля). Далей прыведзены формулы, паводле якіх можа быць вызначана механічная энергія і яе віды:

- кінэтычная - Ek = mV ^2/2;

- патэнцыйная - Ep = mgh.

У формулах: m - маса цела, V - хуткасць яго паступальнага руху, g - паскарэнне падзення, h - вышыня, на якую цела паднята над паверхняй зямлі.

Знаходжанне для сістэмы тэл поўнай механічнай энергіі заключаецца ў выяўленні сумы яе патэнцыйнай і кінэтычнай складнікаў.

Прыкладамі таго як механічная энергія можа прымяняцца чалавекам служаць і вынайдзеныя ў найстаражытныя часы прылады (нож, дзіда і г.д.), і самыя сучасныя гадзіны, самалёты, іншыя механізмы. Як крыніцы гэтага віду энергіі і выкананай ёю працы могуць выступаць сілы прыроды (вецер, марскія прылівы і адлівы, працягу рэк) і фізічныя намаганні чалавека або жывёл.

Сёння вельмі часта механічная праца сістэм (напрыклад, энергія верціцца вала) падлягае наступнаму пераўтварэнню пры вытворчасці электрычнай энергіі, для чаго выкарыстоўваюць генератары току. Распрацавана мноства прылад (рухавікоў), здольных выконваць бесперапыннае ператварэнне ў механічную энергію патэнцыялу рабочага цела.

Існуе фізічны закон захавання яе, згодна з якім у замкнёнай сістэме тэл, дзе няма дзеянні сіл трэння і супраціву, пастаяннай велічынёй будзе сума абодвух відаў яе (Ek і Ep) ўсіх складнікаў яе тэл. Такая сістэма ідэальная, але ў рэальнасці падобных умоваў нельга дасягнуць.