Â
Mekanisk energi
Hvad er energi? Daglig basis og grundlæggende i fysikkens verden Kan forekomme i form af: • Partikler som molekyler, atomer, elementarpartikler og disses bestanddele • Varme, smådele der bevæger sig, elektromagnetiske bølger, lydbølger, vandbølger, atombindinger etc. Inddeles i forskellige energityper: fx potentiel-, kinetisk- og mekanisk energi Energirangorden – ikke al energi er ’lige fin’ Lærersætning: Energi er altid bevaret – den vil omdannes!
Arbejde Energioverførsel, energiændring Formel i 3 variationer: Når kraften [F] er ensrettet med bevægelsen: A = F · s - A er proportional med F & s Når kraften [F] er modsatrettet bevægelsen: A = -F· s Når kraften [F] er skrå i forhold til bevægelsen: A = ± F1· s + hvis ensrettet - hvis modsatrettet F = Ydre kraft s = Stedsændring F1 = Komposant til F
Potentiel energi AKA: Beliggenhedsenergi Oplagres i en genstand Flere genstande i et system hvor Epot afhænger af genstandenes beliggenhed ift. hinanden. ”Tyngdekraftens arbejde på en genstand” Formel: Epot = m· g· h
Enheder: Epot = genstandens potentielle energi angives i Joule [J] m = massen af genstanden angives i kilogram [kg] g = tyngdeaccelerationen ≈ 9,82 [m/s] h = genstandens højde over nulpunktet angives i meter [m]
Kinetisk energi AKA: Bevægelsesenergi Afhænger af: Genstandens masse Genstandens bevægelse (hastighed) Dannes eksempelvis fra potentiel energi, når en genstand sættes i bevægelse. Formel: Ekin = ½· m· v2
Enheder: Ekin = genstandens kinetiske energi angives i Joule [J] m = massen af genstanden angives i kilogram [kg] v = genstandens hastighed angivet i meter pr. sekund [m/s]
Mekanisk energi Summen af potentiel- og kinetisk energi Man siger at Emek er bevaret i et isoleret system: - dvs. der hverken bliver afgivet eller tilført energi, udover den allerede eksisterende energi i systemet Formel:
Emek = Epot + Ekin Emek ½· m· m· g· h + = v2
Bevarelse og ændring af den mekaniske energi…
Mekanisk energi Bevarelse af den mekaniske energi: Når der ikke udføres noget ydre arbejde på systemet ∆Emek= 0 Emek1 = Emek2 m· g· h1 + ½· m· v12
=
m· g· h2 + ½· m· v22
v1 og v2 = genstandens hastigheder [m/s] h1 og h2 = genstandens højder over nulpunktet [m] m = genstandens masse [kg] g = tyngdeaccelerationen ≈ 9,82 [m/s]
Mekanisk energi Ændring af den mekaniske energi: Forekommer når: Et arbejde på genstand udføres af omgivelserne Eller når en genstand udfører et arbejde på omgivelserne ∆Emek = Emek2 = Emek1 + Aydre
∆Emek =
m· g· h2 + ½· m· v22
=
m· g· h1 + ½· m· v12
+
Fydre· s
v1 og v2 = genstandens hastigheder [m/s] h1 og h2 = genstandens højder over nulpunktet [m] Aydre > 0 medfører stigning i mekanisk energi m = genstandens masse [kg] g = tyngdeaccelerationen ≈ 9,82 Aydre < 0 medfører fald[m/s] i mekanisk energi Fydre = den resulterende ydre kraft ensrettet med bevægelsen s = stedsændring
Oversigt Fysiske størrelser
SI Enheder
t
Tid
s
Sekund
s
Stedkoordinat
m
Meter
v
Hastighed, fart
m/s
m
Masse
kg
Kilogram
F
Ydre kraft
N
Newton
A
Arbejde
J
Joule
Epot
Potentiel energi
J
Joule
Ekin
Kinetisk energi
J
Joule
Emek
Mekanisk energi
J
Joule