Механикалық энергия, механикалық энергияның сақталу заңы

Денеде екі түрлі механикалық энергия бар болады, бірі дененің қозғалысынан тәуелді энергиясы, яғни дененің кинетикалық энергиясы, екіншісі дененің орналасуына байланысты туындайтың — потенциалдық энергиясы.

Осы екі энегрияның қосындысы дененің толық механикалық энергиясы деп аталады.

Салмағы 1 килограмм допты 1 метр биіктікке көтергенде, допта W_p = mgh = 1*1*9.8 = 9.8 Джоуль потенциалдық энергия пайда болады. Осы допты жібергенде, доппен не болады?

Доптың жылдамдығы артады, яғни допта кинетикалық энергия пайда болады.

Доп жер бетімен соқтығылысқанда, доптын біраз энергиясы жылуға айналады. Бөлінген жылудың мөлшері аз болғандықтан, бұл жылуды елемеуге тырысады. Яғни механикалық жүйелерде соқтығыс кезінде жылуға кеткен энергияның мөлшері аз деп есептейді.

Механикалық энергияның сақталу заңы

Тұйықталған дененің толық механикалық энергиясы тұрақты шама болады:

W_p + W_k = const.

Механикалық энергияның сақталу заңы бойынша денелердің потенциалдық және кинетикалық энергияларының қосындысы тұрақты болады.

Осы формуланы пайдалана отырып, h биіктікте орналасқан дененің жер бетіне еркін құлап соқтығылысқандағы жылдамдығын есептейік.

Дене жоғарыда қозғалмай тұрғанда оның кинетикалық энергиясы нөлге тең, ал потенциалдық энергиясы mgh тең. Бұл энергия дене жерге жеткенде толықтай кинетикалық энергияға айналады, себебі жер бетіне құлаған дененің потенциалдық энергиясы нөлге тең.

Немесе:

mgh = mv²/2.

Бұдан

gh = v²/2

v² = 2gh

Пән: Физика