機械的エネルギー：物体と運動のエネルギーに関する初心者のガイド

機械的エネルギーは私たちの周りにあります。 それはサッカーボールを蹴る子供や私たちに電気を与える巨大な風力タービンであるかどうか、この力を逃れることはありません。 しかし、機械的エネルギーは正確には何ですか？ このガイドでは、機械的エネルギー、それがどのように機能し、電力を生成するか、そしてそれがあなた（そして私たち全員）にとって重要な理由について

機械的エネルギーとは何ですか？

機械的エネルギーは物理科学の問題です。 それは運動のエネルギー、または動く物体のエネルギーです。 すべての生命体と多くのシステムは、機能するために機械的エネルギーを使用し、運動のエネルギーは日常生活の中で見ることができます。 いくつかの例は次のとおりです:

• 彼らはそれを投げるためにフィールドをスキャンするように子供が空気中でボールを保持しています。 彼らは力を加えています（ボールを保持しています）が、まだ仕事の量を行使していません（力は物体の変位を引き起こします）。
• 子供がボールを蹴る（外力）—力がそれに作用し、それを前方に推進する。
• ボールは空気中を飛び（運動のエネルギー）、下降（重力）し、地面から跳ね返り、再び点（重力ポテンシャルエネルギー）まで上昇し、戻ってきて停止に転がる。
• 滑走路を高速化する飛行機は、運動のエネルギーを表します。
• ヘリコプターに激突するスピード違反の飛行機は、他の航空機に運動エネルギーを伝達します。
• パイロットがブレーキ（摩擦力）をかけると、プライベートジェットが減速して停止する。

機械的エネルギー（運動エネルギーまたはポテンシャルエネルギー）は、動いている物体のエネルギーまたはその位置によって物体に格納されているエネル

機械的エネルギーも再生可能エネルギーの原動力です。 再生可能エネルギーの多くの形態は、適切に電力を生成したり、エネルギーを変換するために機械的エネルギーに依存しています。

機械的エネルギーに依存する再生可能エネルギーの2つの例は、水力発電と風力エネルギーです。

機械的エネルギーは、いくつかの形式のエネルギーの1つにすぎません。:

• 光
• 熱
• 音エネルギー
• 化学エネルギー
• 電気エネルギー
• 原子力エネルギー

興味深いことに、これらのエネルギーはすべて交換可能であり、状況に応じて それは、エネルギーが完全に存在しなくなることは決してないと保存の科学的法則が述べているからです。

機械エネルギーのいくつかの例は何ですか？

機械的エネルギーは、生物、固体、ガス、水、または空気によって生成することができます。 機械的エネルギーの例はどこにでもあります。

ポテンシャルと運動エネルギーは、私たちが見ることができる、または経験できる2つの例にすぎません。

潜在的なエネルギーの例

あなたの地元の農家の市場から家に到着し、有機グッズのバスケットの中に脂肪、ジューシーな、丸いスイカがあると想像して

スイカをキッチンカウンターに置きます。 それは今、台所の床の上の高さとその重量のために潜在的なエネルギーを持っています。

そして、あなたの新鮮な有機コーヒー豆を保管するために瓶を引き出すとき、あなたは誤って肘でそれをぶつけます。 メロンがカウンターの端に向かって転がり始めると、あなたはそれをキャッチするためにスクランブル。 これは運動のエネルギーです。

あなたは瓶とコーヒーの袋で手をいっぱいにしているので、あなたのメロンは床に落ち（重力–非保守的な力の例）、セラミックタイルに激突し、無数の破片に爆発 インパクトがジューシーなドロドロの塊にメロンを壊したので、今”仕事”が行われています。 破線のスイカはまた、先に説明したエネルギーの形態の一つである健全なエネルギーを生成する。

運動エネルギーの例

ソース

私たちの多くは、気候変動への有益な影響のためにクリーンエネルギーに興奮しています。 私達が電気の提供者を選ぶか、または私達が私達の家に太陽電池パネルを取付けるかもしれないとき私達は緑エネルギー計画を選ぶかもしれない。

グリーンエネルギー計画を選択するとき、そのエネルギーはしばしばタービンによって生成されます。 タービンは、電気を生成するために動作させる運動エネルギーの異なる種類があります。

• 風: 風力タービンは、例えば、空気の動きから電力を生成する再生可能エネルギー技術の一種です。 風が吹くと、タービンのブレードを円運動で回転させ、回転するにつれて発電駆動軸を回転させます。
• 蒸気：同様に、蒸気タービンはタービンの腕を動かすために圧力を利用する。 ブレードは、回転軸を回転させるために機械的エネルギーを使用して、蒸気が吹くように円運動で回ります。 回転子シャフトは運動エネルギーを取り、電気エネルギーに変える発電機に接続される。 この同じプロセスが蒸気機関を作動させるのに使用されています。

• 水：水力発電は、水力タービンまたは揚水貯蔵システムを介して水を移動する機械的エネルギーを取得します。 多くの風や蒸気タービンのように、水力タービンは、ブレードを回転させるために流れる水の運動エネルギーを使用しています。 一方、揚水発電システムは、異なる標高の貯水池を使用して水を前後に移動させ、水力発電を作成します。 どちらの方法も、河川、河川、滝、海洋、さらには雨の自然発生する機械的エネルギー力を反映しています。

は力学的エネルギーポテンシャルか運動的ですか？

機械的エネルギーには、運動（運動エネルギー）と貯蔵（ポテンシャルエネルギー）の二つのタイプがあります。 あなたは、潜在的および運動エネルギーを説明し、私たちのガイドで詳細を学ぶことができます。

機械的変換は、物体が持つポテンシャルエネルギーの量と、それが生成できる運動エネルギーの量に依存します。

しかし、ポテンシャルにかかわらず、運動のエネルギーは電力を生産する上で不可欠な部分であり、多くのエネルギー発生源はそれなしでは実行できませんでした。

機械的エネルギーは物体の位置と運動に依存し、そのパワーは移動（運動エネルギー）と蓄積（ポテンシャル）エネルギーの合計から来ます。 言い換えれば、物体のポテンシャルエネルギーがその運動エネルギーと結合されると、それは機械的エネルギーを生成する。

例えば、ジェットコースターは、乗車開始付近で最初のピークに達したときに最も重力ポテンシャルエネルギーを得る—それは、乗車中に車を前方に推進するために利用可能な電力の総量を確立するものである。

その丘やループの一つの上に上昇すると、それは潜在的なエネルギーを得る—それが高くなるほど、より多くの潜在的なエネルギーを得る。 それが下向きの動きに進むと、それはその潜在的なエネルギーを運動エネルギーに変換し始めます。 カートが丘の下で動くと同時に、運動エネルギーは増加する;同時に、潜在的なエネルギーは減る。

ポテンシャルエネルギーを持つ物体の例としては、崖の端にある玉石、栓をした浴槽の水、破壊を待っている破壊ボールなどがあります。 これらのすべては、ロール、フロー、またはスイングする前に、位置のエネルギーにあります。

運動エネルギー源は、海の波、蒸気、流れる水、風のような動きや重力から来ます。 それはまた、人が走ったり、ジャンプしたり、踊ったり、車を運転したり、ダーツを投げたり、ボウリングボールを路地に投げたりするときに発揮されるエネル

岩が崖から転がったり、浴槽のプラグが取り外されたりして水が排水管を駆け下り始めると、これらの物体や源は運動エネルギーを獲得します。

彼らが運動エネルギーを集めると、彼らは潜在的なエネルギーを失い、2人は一緒に物体の力、速度、または力のレベルを作り出します。

他のすべてのエネルギータイプは、運動エネルギーまたはポテンシャルエネルギーのみにすることができます—一度に1つですが、同時にはありません。 したがって、力学的エネルギーは、ポテンシャルエネルギーと運動エネルギーを利用し、両方の間で前後に変化することができるエネルギーの唯一の形で

機械的エネルギーはどのようにして力を生み出すのでしょうか？

力学的エネルギーは、ポテンシャルと運動エネルギーを調達し、それを力に変えることによって生成されます。 これの例はタービンに動力を与える蒸気、水、風、ガス、または液体燃料である。

機械は、多くの場合、電力として使用される前に変換を通じて他の形態のエネルギーを生成するために使用されます。 機械的エネルギーが特定の方法で変更されると、私たちはそれを私たちが望む方法で使用したり、それを動作させる必要があることができます。

機械的エネルギーを節約できますか？

機械的エネルギーを節約することができますが、これは使用時にエネルギーが逃げ、変換プロセス中に電力が無駄になる可能性があるため、重要です。

非保守的または停止的な力や状況が発生した場合、エネルギー損失は避けられませんが、エネルギーを転用または節約することは最大効率を達成す

非効率的なエネルギー変換システムは実行に多くの費用がかかり、電力システムの効率に影響を与える可能性があります。 例えば、風力エネルギーが風力タービンを回すために機械的エネルギーに変換されるが、変換プロセスが実施されるエネルギーの半分以上を失う場合、システ

エネルギー変換とは何ですか？

ソース

エネルギー変換は、多くの異なる方法で発生します。 米国エネルギー省は、例えば、自動車の運転を提供する。

車がオンになる前に車のタンクに座っているガソリンは、化学ポテンシャルエネルギーを保持します。 車両が始動した後にガスが燃焼されると、それは化学エネルギーから熱エネルギー、熱エネルギーの一形態に変更されます。

その後、熱エネルギーは力と運動（運動エネルギー）を使用して車両を移動させる機械的エネルギーに変換されます。

車が動かなくなったり、一時的に停止したりすると、ブレーキがかかり、摩擦、非保守的な力が発生します。

機械的運動エネルギーは熱状態に変換され、再び熱エネルギーになります。

機械的エネルギーの保存の法則によれば、システムが孤立している場合、または保守的な力としか相互作用しない場合、機械的エネルギーは一定です。

つまり、自動車はガソリンが切れて機械的エネルギーが生成されなくなるか、制動や極、別の車両、建物からの摩擦などの非保守的な力と相互作用するまで、機械的エネルギーを常に保持します。

また、移動する物体や物質の速度が変化すると、それに伴って運動エネルギーが変化します。

車の場合、減速しながら運転を続け、時速わずか数マイルで別の車両に衝突すると、その影響は、車ができるだけ速く運転しているときに車が速

車の動きが速いほど、より多くの運動エネルギーが生成され、衝撃時により多くの電力が発揮されます。

物体が摩擦のような非保守的な力と衝突すると、時にはエネルギーを失うこともあります。

衝突で失われるエネルギーの量は、衝突が発生したときにどのような衝突が発生したかによって異なります。

階段の下を移動するスリンキーなおもちゃなど、衝突や相互作用が弾性である場合、エネルギーの量は同じままであり、オブジェクトのパワーは保存されま

フライパンに着地したトルティーヤの平らな生地のように、衝突が非弾性である場合、エネルギーは熱エネルギーに変化し、保存されません。

機械的エネルギーはどこにでもあります

運動のエネルギーは機械的エネルギーであり、それは私たちが行い、人生で経験するほぼすべてのものに見 それは、フィールド全体でボールを打つためにバットを振って野球選手です。 それはブレンダーの中にあり、私たちの果物、ケール、氷を粉砕して緑のスムージーに液化します。 彼らはその車輪の回転を停止する摩擦を使用するように、それは自転車のブレーキペダルにあります。

物体に蓄えられたエネルギーとして、それはすぐにポテンシャルエネルギーから運動エネルギーに移行し、保存の法則が作用するにつれて別の種類のエ 機械的エネルギーは、それが聞こえるほど技術的ではありません。 それは日常生活の一部です。

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