Zakon o očuvanju energije: Objašnjenja, formule i primjeri problema

Zakon o očuvanju energije kaže da se energija ne može stvoriti ili uništiti, ali se može mijenjati iz jednog oblika energije u drugi.

Aktivnosti koje radimo svaki dan su promjene energije iz jednog oblika u drugi.

Prema definiciji Cambridge rječnika, energija je snaga za obavljanje posla koja proizvodi svjetlost, toplinu ili gibanje ili gorivo ili električnu energiju koja se koristi za napajanje.

Primjerice, kada jedemo, kemijsku energiju iz hrane pretvaramo u energiju kojom se krećemo. Međutim, ta se energija neće promijeniti kad mi budemo mirni. Energija će i dalje postojati. Slijedi zvuk zakona o očuvanju energije.

Razumijevanje zakona o očuvanju energije

"Količina energije u zatvorenom sustavu se ne mijenja, ostat će ista. Ta se energija ne može stvoriti niti uništiti, ali se može mijenjati iz jednog oblika energije u drugi "

Osnivač Zakona o očuvanju energije je James Prescott Joule, znanstvenik iz Engleske koji je rođen 24. prosinca 1818. godine.

Zakon očuvanja mehaničke energije  zbroj je kinetičke energije i potencijalne energije. Potencijalna energija je energija prisutna u objektu jer se objekt nalazi u polju sila. U međuvremenu, kinetička energija je energija uzrokovana kretanjem predmeta koji ima masu / težinu.

Slijedi pisanje formule za dvije energije.

Informacija

E _K = Kinetička energija (Joule)

E _P = potencijalna energija (Joule)

m = masa (kg)

v = brzina (m / s)

g = gravitacija (m / s2)

h = visina objekta (m)

Sve jedinice za količinu energije su Joules (SI). Nadalje, u potencijalnoj energiji rad ove sile jednak je negativnoj promjeni potencijalne energije sustava.

S druge strane, sustav koji doživljava promjenu brzine, ukupni napor koji djeluje na taj sustav jednak je promjeni kinetičke energije. Budući da je radna snaga samo konzervativna sila, ukupni napor na sustavu bit će jednak negativnoj promjeni potencijalne energije.

Ako kombiniramo ova dva pojma, pojavit će se stanje u kojem je ukupna promjena kinetičke energije i promjena potencijalne energije jednaka nuli.

Iz druge jednadžbe može se vidjeti da je zbroj početne kinetičke i potencijalne energije jednak zbroju konačne kinetičke i potencijalne energije.

Također pročitajte: Elementi likovne umjetnosti (PUNO): Osnove, slike i objašnjenja

Zbroj ove energije naziva se mehanička energija. Vrijednost ove mehaničke energije uvijek je konstantna, pod uvjetom da sila koja djeluje na sustav mora biti konzervativna sila.

Formula zakona o očuvanju energije

Svaka ukupna energija u sustavu (tj. Mehanička energija) mora uvijek biti ista, pa mehanička energija prije i poslije nje ima jednaku veličinu. U ovom se slučaju može izraziti kao

Primjer zakona o očuvanju energije

1. Voće na srušenom drvetu

Kad je plod na pohom, mirno će stajati. Ovo voće će imati potencijalnu energiju zbog svoje visine od tla.

Ako voće padne sa stabla, potencijalna energija počet će se pretvarati u kinetičku. Količina energije ostat će konstantna i to će biti ukupna mehanička energija sustava.

Neposredno prije nego što voće padne na tlo, ukupna potencijalna energija sustava smanjit će se na nulu i imat će samo kinetičku energiju.

2. Hidroelektrana

Mehanička energija vode koja pada sa slapa koristi se za okretanje turbina na dnu slapa. Ova rotacija turbine koristi se za proizvodnju električne energije.

3. Parni stroj

Parni strojevi rade na pari koja je toplinska energija. Ova toplinska energija pretvara se u mehaničku energiju koja se koristi za pogon lokomotive. Ovo je primjer pretvorbe toplinske energije u mehaničku

4. Vjetrenjače

Kinetička energija vjetra uzrokuje okretanje lopatica. Vjetrenjače pretvaraju kinetičku energiju vjetra u električnu energiju.

5. Igračka pištolj za pikado

Pikado ima oprugu koja može pohraniti elastičnu energiju kada je u stisnutom položaju.

Ova će se energija osloboditi kad se opruga rastegne, što uzrokuje pomicanje strelice. Tako se elastična energija opruge pretvara u kinetičku energiju strelice u pokretu

6. Mramorna igra

Prilikom igranja kuglicama, mehanička energija iz prstiju prenosi se na kuglice. Zbog toga se mramor pomiče i prijeđe neku udaljenost prije nego što se zaustavi.

Također pročitajte: Dirigenti su - opisi, crteži i primjeri

Primjer zakona o očuvanju energije

1. Yuyun je ispustio motorni ključ s visine od 2 metra tako da je pokretni ključ slobodno pao ispod kuće. Ako je ubrzanje zbog gravitacije na tom mjestu 10 m / s2, tada je ključna brzina nakon pomicanja 0,5 metra od početnog položaja

Obrazloženje

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 =?

Na temelju zakona o očuvanju mehaničke energije

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) + mm.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. Blok klizi s vrha skliske nagnute ravnine da bi stigao do dna nagnute ravnine. Ako je vrh nagnute ravnine na visini od 32 metra iznad površine poda, tada je brzina bloka kad stigne na dno ravnine

Obrazloženje

h ₁ = 32 m, v ₁ = 0, h ₂ = 0, g = 10 m / s2

v ₂ =?

Prema zakonu o očuvanju mehaničke energije

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. Kamen mase 1 kg baci se okomito prema gore. Kada je visina od tla 10 metara, brzina je 2 m / s. Kolika je mehanička energija manga u to vrijeme? Ako je g = 10 m / s2

Obrazloženje

m = 1 kg, h = 10 m, v = 2 m / s, g = 10 m / s2

Prema zakonu o očuvanju mehaničke energije

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 džula

To je opis zakona o očuvanju energije i njegovih problema i primjena u svakodnevnom životu. Nadam se korisno.