Zasada zachowania energii mechanicznej

EA = mgh EB = mgh EA = EB = EC = mgh V0=0 A Położenie A EA = mgh Położenie B EB = mg(h-h1) + ½ mv12 v12 = 2gh1 EB = mgh - mgh1 + ½ m2gh1 EB = mgh Położenie C EC = ½ mv2 v2 = 2gh EC = mgh EA = EB = EC = mgh h h1 h – h1 V1 B V C

Gdzie spotykamy zasadę zachowania energii? Z zasadą zachowania energii spotykamy się powszechnie zarówno w technice jak i życiu codziennym. Dzięki zamianie energii potencjalnej wody w energię kinetyczną, płynie w sieci prąd elektryczny, energia kinetyczna wiatru porusza wiatraki, napięta cięciwa łuku nadaje prędkość strzale, a sprężyna w zegarze zapewnia jego długotrwałe działanie.

Elektrownie wodne zamieniają energię potencjalną wody w energię elektryczną, Zdjęcie przedstawia jedną z najpiękniejszych zapór wodnych w Polsce - zaporę Czorsztyn-Niedzica na Dunajcu. Związana z zaporą elektrownia ma moc 92 MW.

W czasie ruchu wahała matematycznego energia kinetyczna i potencjalna ciężkości zmieniają się okresowo, ale energia całkowita w każdym punkcie toru jest jednakowa.

Ubytek energii potencjalnej spadającego ciała jest równy przyrostowi jego energii kinetycznej.

Jaka musi być co najmniej wysokość, aby ciało nie oderwało się od pętli w jej najwyższym punkcie? Jeżeli prędkość ciała w szczytowym punkcie pętli będzie wystarczająco duża, to siła odśrodkowa będzie co najmniej równa sile ciężkości ciała odrywającego się od pętli. Z zasady zachowania energii wynika, że energia potencjalna na szczycie równi jest równa energii w szczytowym punkcie pętli. Po zapisaniu odpowiednich równań otrzymamy h>(5/2)R. Czyli wysokość zależy od przyspieszenia grawitacyjnego.

Różne rodzaje energii Energia kinetyczna i potencjalna są dwiema postaciami energii mechanicznej. Energia kinetyczna może zamieniać się nie tylko w energię potencjalną. W obecności sił oporu energia mechaniczna ciała zmniejsza się, a jej kosztem następuje przyrost energii wewnętrznej ciała, czyli energii ruchu i oddziaływań poszczególnych cząste­czek ciała. Połączenie zmiany energii mechanicznej ze zmianami energii wewnętrznej, pro­wadzi do ogólniejszej postaci zasady zachowania energii, którą znacie jako pierwszą zasadę termodynamiki. Znacie także inne rodzaje energii, na przykład: energię elektryczną związaną z oddziaływa­niem ciał naelektryzowanych, którą możemy otrzymywać kosztem energii mecha­nicznej . Światło i dźwięk to także inne formy energii przenoszone w postaci fal elek­tromagnetycznych i mechanicznych. Dzięki falom energia przenoszona jest z jedne­go miejsca w inne. Istnieje też energia jądrowa związana z siłami utrzymującymi w całości jądro atomowe. Badając przekształcenia różnych rodzajów energii, okazało się, że ilekroć jeden rodzaj energii zamienia się w inny rodzaj energii, zawsze wartość całkowitej energii pozostaje stała. Najogólniej zasadę zachowania energii można sformułować tak: Energia nie może znikać ani powstawać z niczego - może się tylko przekształcać z jednej postaci w inną.