Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe is werk gerelateerd aan het behoud van mechanische energie?

Werk en het behoud van mechanische energie zijn nauw verwant. Hier is hoe:

Work-Energy Stelling:

* In de stelling van het werk-energie staat dat het netto-werk dat op een object wordt gedaan gelijk is aan de verandering in zijn kinetische energie.

* werk (w) =Δke (verandering in kinetische energie)

Behoud van mechanische energie:

* Het principe van behoud van mechanische energie stelt dat de totale mechanische energie van een systeem constant blijft als alleen conservatieve krachten erop werken.

* me (mechanische energie) =ke (kinetische energie) + PE (potentiële energie)

Hoe ze verbinding maken:

1. Werk gedaan door conservatieve krachten: Conservatieve krachten (zoals zwaartekracht en elastische krachten) hebben het eigendom dat het werk dat ze aan een object doen onafhankelijk is van het genomen pad. Dit betekent dat het werk dat door deze krachten wordt gedaan kan worden uitgedrukt als een verandering in potentiële energie:

* w (conservatief) =-Ape

2. Werk-energie-stelling en conservatieve krachten: Als alleen conservatieve krachten op een object werken, is het werk dat eraan is gedaan gelijk aan de verandering in zijn kinetische energie, die ook gelijk is aan de negatieve verandering in zijn potentiële energie. Dit leidt tot:

* Δke =-Ape

* Δke + Δpe =0

* me (initial) =me (final) (Dit is het behoud van mechanisch energieprincipe!)

in eenvoudiger termen:

* Wanneer het werk wordt gedaan door conservatieve krachten, veroorzaakt dit een overdracht van energie tussen kinetische en potentiële vormen.

* De totale energie (mechanische energie) blijft constant, hoewel de verdeling tussen kinetische en potentiële energieveranderingen.

Voorbeelden:

* vallend object: Naarmate een object valt, werkt de zwaartekracht erop, waardoor zijn kinetische energie wordt vergroot en de potentiële energie wordt verminderd. De totale mechanische energie blijft constant.

* lente: Wanneer u een veer comprimeert, werkt u eraan, waarbij u potentiële energie opslaat. Wanneer u de veer vrijgeeft, wordt de opgeslagen potentiële energie omgezet in kinetische energie naarmate de veer zich uitbreidt. Nogmaals, de totale mechanische energie blijft constant.

belangrijke opmerkingen:

* Niet-conservatieve krachten: Wanneer niet-conservatieve krachten (zoals wrijving) aanwezig zijn, verdwijnen ze mechanische energie in andere vormen (zoals warmte). In deze gevallen is de totale mechanische energie niet geconserveerd.

* Work-Energy Stelling is altijd van toepassing: De stelling van het werk-energie is van toepassing, ongeacht of conservatieve of niet-conservatieve krachten aanwezig zijn. Het is een meer algemeen principe.

Laat het me weten als je meer voorbeelden wilt of specifieke scenario's in gedachten hebt!