力学的エネルギーとは何か、そしてそれをどのように分類できるかを説明します。また、例とポテンシャルおよび運動機械エネルギー。
力学的エネルギーとは何ですか？
力学的エネルギーは、運動エネルギーと物体の位置エネルギーの合計です。 システム。運動エネルギーは、体が持っているエネルギーです 動き、それは彼らの速度と彼らの質量に依存するからです。一方、位置エネルギーは、体の質量とその位置に依存する弾性力や重力など、保守的な力と呼ばれる力の仕事に関連付けられています。 構造.
The エネルギー保存の法則 身体またはシステムに作用する力が保存的である限り、つまりシステムにエネルギーが失われない限り、機械的エネルギーが保存される（一定のままである）ことを確立します。この原理は、数学的に次のように書くことができます。
Emec = Ec + Ep = cte
どこEc それは運動エネルギー システムのEp 彼の位置エネルギー、重力、弾性、電気などの可能性があります。
システムが非保存力の影響を受ける場合、この関係は成り立ちません。たとえば、摩擦のある表面（ほとんどの表面のように）での動きの場合、運動エネルギーは次の形で散逸します。 熱。システムの機械的エネルギーは、熱の形で失われることもあります。たとえば、機械的エネルギーを次のように変換できる熱力学システムでは、 熱の.
機械的エネルギーは、作業を実行したり、他の形式のエネルギーに変換したりするために頻繁に使用されます。水力エネルギー （人間が落下する水の位置エネルギーを利用して仕事をするとき）。別の例は風力または海水エネルギー、風と潮汐の運動エネルギーを使用して、それらを別のタイプの有用なエネルギーに変換します。
力学的エネルギーの種類
力学的エネルギーは、次のエネルギーの合計です。
- 運動エネルギー。それは物体や移動システムが持つエネルギーであり、それらの速度と 質量。例：動いているボール。
- 位置エネルギー。これは、重力、弾性、電気などの保存力場内の物体の位置に関連するエネルギーです。次に、位置エネルギーには2つのタイプがあります。
力学的エネルギーの例
さまざまな形の機械的エネルギーのいくつかの可能な例は次のとおりです。
- ジェットコースターカート。最高点では、カートは1秒後に自由に落下し、すべてを運動エネルギー（運動による）に変換して燃える速度に達するのに十分な重力ポテンシャルエネルギー（高さによる）を蓄積します。
- 風車。風の運動エネルギーは、機械的な仕事に変わるミルのブレードにプッシュを提供します：穀物をより低く粉砕するギアを回します。
- 振り子の重力ポテンシャルエネルギー重さ それは運動エネルギーに変換されてその経路に沿って移動し、総機械的エネルギーを節約します。
- 踏み台。ダイビングボードから飛び降りる入浴者は、自分の体重（重力ポテンシャルエネルギー）を使ってダイビングボードを下向きに変形させ（弾性ポテンシャルエネルギー）、これが形を取り戻すと、上に押し上げて高さを上げ（重力ポテンシャルを高める）、それが作用します多くの場合、水中への自由落下中に運動エネルギーに変換されます。
運動エネルギーおよび潜在的な力学的エネルギー
すでに述べたように、力学的エネルギーには、運動エネルギーとポテンシャルエネルギーの2つのエネルギーが含まれます。
1つ目は、次の簡単な式で計算できます。Ec =½m。 v2 とあなたのユニット 計測 で 国際単位系 ジュール（J）になります。
代わりに、位置エネルギーは、特定の構成または力の場（重力、弾性、または電磁）に対する位置によってシステムに蓄積されるエネルギーの量です。このエネルギーは、動力学自体など、他の形式のエネルギーに変換することができます。