기계 에너지:물체와 운동의 에너지에 대한 초보자 가이드

기계 에너지는 우리 주변에 있습니다. 축구공을 걷어차거나 우리에게 전기를 공급하는 거대한 풍력 터빈이든,이 힘을 피할 수는 없습니다. 그러나 기계적 에너지는 정확히 무엇입니까? 이 가이드에서는 기계적 에너지,작동 및 전력 생산 방법,그리고 그것이 귀하(그리고 우리 모두)에게 중요한 이유에 대해 더 많이 이해할 수 있도록 도와 드리겠습니다.

기계 에너지 란 무엇이며 어떻게 작동합니까?

기계적 에너지는 물리 과학의 문제이다. 그것은 움직임의 에너지,또는 움직이는 물체의 에너지입니다. 모든 생명체와 많은 시스템은 기계적 에너지를 사용하여 기능하며 운동 에너지는 일상 생활에서 볼 수 있습니다. 몇 가지 예는 다음과 같습니다:

• 그들은 그것을 던져 필드를 스캔 아이 공중에 공을 보유하고있다. 그들은(공을 위로 붙들기)힘을 적용하고 있다 그러나 아직 일의 어떤 총계를 행사하지 않았다(힘은 목표의 진지변환을 일으키는 원인이 된다).
• 아이가 공을 찹니다(외부 힘)—힘이 그것에 작용하여 앞으로 추진합니다.
• 공은 공기(운동 에너지)를 통해 날아가고,내려가고(중력),땅에서 튀어 나와 다시 한 지점(중력 위치 에너지)으로 올라간 다음 다시 내려 와서 멈추게됩니다.
• 활주로 아래로 속도 비행기는 운동의 에너지를 나타냅니다.
• 과속 비행기가 헬리콥터에 부딪혀 운동 에너지를 다른 항공기로 옮깁니다.
• 조종사가 브레이크(마찰력)를 가하면 개인 제트기가 정지 속도가 느려집니다.

기계적 에너지(운동 에너지 또는 위치 에너지)는 움직이는 물체의 에너지 또는 위치에 따라 물체에 저장된 에너지입니다.

기계적 에너지는 또한 재생 가능 에너지의 동인이다. 재생 가능 에너지의 많은 형태는 적절하게 전력을 생산하거나 에너지를 변환하기 위해 기계적 에너지에 의존합니다.

기계적 에너지에 의존하는 재생 가능 에너지의 두 가지 예는 수력 및 풍력 에너지입니다.

기계적 에너지는 다음과 같은 여러 형태의 에너지 중 하나 일뿐입니다.:

• 빛
• 열
• 소리 에너지
• 화학 에너지
• 전기 에너지
• 원자력 에너지

흥미롭게도 이러한 모든 형태의 에너지는 상황에 따라 한 상태에서 다른 상태로 상호 교환 가능합니다. 그 이유는 과학적 보존 법칙에 따르면 에너지는 결코 완전히 존재하지 않으며 한 형태에서 다른 형태로 만 바뀔 수 있기 때문입니다.

기계 에너지의 몇 가지 예는 무엇입니까?

기계적 에너지는 생물,고체 물체,가스,물 또는 공기에 의해 생성 될 수 있습니다. 어디에나 기계적 에너지의 예가 있습니다.

잠재력과 운동 에너지는 우리가 보거나 경험할 수있는 두 가지 예일뿐입니다.

잠재 에너지의 예

현지 농부 시장에서 집에 도착 하 고 유기농 케이크의 바구니 중 지방,육즙,라운드 수 박입니다 상상해 보세요.

당신은 당신의 부엌 카운터에 수박을 놓습니다. 그것은 이제 부엌 바닥 위의 높이와 무게 때문에 잠재적 인 에너지를 가지고 있습니다.

그런 다음 신선한 유기농 커피 원두를 저장하기 위해 항아리를 꺼낼 때 실수로 팔꿈치로 부딪칩니다. 당신은 멜론이 카운터의 가장자리를 향해 롤 시작으로 잡으려고 출격. 이것이 운동의 에너지입니다.

당신은 항아리와 커피 한 봉지로 손을 가득 가지고 있기 때문에,당신의 멜론은 바닥에 떨어진다(중력–비보수력의 예),세라믹 타일에 스매싱과 엄청난 조각으로 폭발. 충격이 수분이 많은 박쥐 우산의 덩어리로 참외를 끊었 기 때문에 지금”일”은 행해졌. 점선 수박은 또한 앞서 논의한 에너지 형태 중 하나 인 건전한 에너지를 생성합니다.

운동 에너지의 예

출처

우리 중 많은 사람들이 기후 변화에 유익한 영향 때문에 청정 에너지에 대해 흥분하고 있습니다. 우리는 전기 공급자를 선택하거나 우리 집에 태양 전지 패널을 설치할 때 녹색 에너지 계획을 선택할 수 있습니다.

우리가 녹색 에너지 계획을 선택할 때,그 에너지는 종종 터빈에 의해 생성됩니다. 터빈을 전기를 생산 하기 위해 작동 하는 운동 에너지의 다른 유형이 있다.

• 바람: 풍력 터빈은,예를 들어,공기 이동에서 전력을 생성하는 신 재생 에너지 기술의 일종이다. 바람이 불면 터빈의 블레이드를 원을 그리며 회전시켜 회전하면서 전기 발생 구동축을 회전시킵니다.
• 증기:마찬가지로 증기 터빈은 터빈의 팔을 움직이기 위해 압력을 사용합니다. 회전 장치 갱구를 회전시키기 위하여 증기가,역학적 에너지를 사용하여 불면 때 잎은 원운동에서,돕니다. 회전 장치 갱구는 운동 에너지를 가지고 가고 전기 에너지로 개조하는 발전기에 연결됩니다. 이 같은 과정은 증기 엔진을 작동하는 데 사용됩니다.

• 물:수력 발전은 수력 터빈 또는 펌핑 된 저장 시스템을 통해 물 이동의 기계적 에너지를 얻습니다. 바람 또는 증기 터빈과 마찬가지로 수력 터빈은 흐르는 물 운동 에너지를 사용하여 블레이드를 회전시킵니다. 다른 한편으로,펌핑된 저장 시스템은 물 앞뒤로 이동 하 고 수력 발전을 만들 다른 고도에서 물 저수지를 사용 합니다. 두 가지 방법 모두 강,개울,폭포,바다 및 심지어 비의 자연적으로 발생하는 기계적 에너지 힘을 반영합니다.

기계적 에너지 전위 또는 운동?

기계적 에너지에는 운동(운동 에너지)과 저장(위치 에너지)의 두 가지 유형이 있습니다. 잠재력과 운동 에너지를 설명하는 가이드에서 더 많은 것을 배울 수 있습니다.

기계적 변환은 물체가 갖는 위치 에너지의 양과 그것이 얼마나 많은 운동 에너지를 생산할 수 있는지에 달려있다.

그러나 잠재력에 관계없이 운동의 에너지는 전력을 생산하는 데 없어서는 안될 부분이며,많은 에너지 생성 원은 그것 없이는 수행 할 수 없었다.

기계적 에너지는 물체의 위치와 움직임에 달려 있으며,그 힘은 이동(운동 에너지)과 저장된(전위)에너지의 합에서 비롯됩니다. 즉,물체의 위치 에너지가 운동 에너지와 결합되면 기계적 에너지가 생성됩니다.

예를 들어,롤러코스터는 주행 시작 근처의 첫 번째 피크에 도달할 때 가장 중력적인 위치 에너지를 얻습니다.

언덕 또는 루프 중 하나의 꼭대기로 올라갈 때,그것은 위치 에너지를 얻습니다-그것이 높을수록 더 많은 위치 에너지를 얻습니다. 그것이 하향 운동으로 진행될 때,그것은 위치 에너지를 운동 에너지로 변환하기 시작합니다. 카트가 언덕 아래로 이동함에 따라 운동 에너지가 증가하고 동시에 위치 에너지가 감소합니다.

잠재 에너지를 가진 물체의 예로는 절벽 가장자리의 돌맹이,연결된 욕조의 물 또는 철거를 기다리는 난파 공이 있습니다. 이 모든 것들은 롤,흐름 또는 스윙하기 전에 위치의 에너지에 있습니다.

운동 에너지원은 파도,증기,흐르는 물 또는 바람과 같은 운동 또는 중력에서 비롯됩니다. 그것은 또한 사람이 실행,점프,춤,자동차 드라이브,또는 다트를 던졌습니다 또는 골목 아래로 볼링 공을 던 질 때 발휘 하는 에너지 수 있습니다.

바위가 절벽에서 굴러 나가거나 욕조 플러그를 제거하고 물이 배수구 아래로 돌진하기 시작하면 이러한 물체나 원천은 운동 에너지를 얻습니다.

그들은 운동 에너지를 수집,그들은 위치 에너지를 잃고,함께 두 개체의 힘,속도,또는 힘의 수준을 만들 수 있습니다.

다른 모든 에너지 유형은 운동 에너지 또는 위치 에너지 일 수 있습니다. 따라서 기계적 에너지는 잠재력과 운동 에너지를 활용하고 둘 사이에서 앞뒤로 변화 할 수있는 유일한 형태의 에너지입니다.

기계 에너지는 어떻게 전력을 생산합니까?

기계적 에너지는 잠재력과 운동 에너지를 소싱하여 동력으로 전환함으로써 생성됩니다. 이것의 예로는 증기,물,바람,가스 또는 터빈에 전력을 공급하는 액체 연료가 있습니다.

기계는 종종 전력으로 사용되기 전에 변환을 통해 다른 형태의 에너지를 생성하는 데 사용됩니다. 기계적 에너지가 특정 방식으로 변경되면,우리는 우리가 원하는 방식으로 사용할 수 있습니다 또는 작동 할 필요가있다.

기계 에너지를 절약 할 수 있습니까?

기계적 에너지를 절약 할 수 있는데,이는 사용시 에너지가 빠져 나갈 수 있고 변환 과정에서 전력이 낭비 될 수 있기 때문에 중요합니다.

일부 에너지 손실은 비보수적 또는 정지력 또는 상황이 발생할 때 피할 수 없지만 에너지를 전환하거나 보존하면 최대 효율을 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다.

비효율적인 에너지 변환 시스템은 작동하는데 더 많은 비용이 들며 전력 시스템의 효율에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어,풍력 에너지가 기계적 에너지로 변환되어 풍력 터빈을 회전 시키지만 변환 프로세스가 수행 된 에너지의 절반 이상을 잃으면 시스템은 느리고 시간이 많이 걸리고 에너지 낭비가 발생합니다.

에너지 전환이란?

소스

에너지 변환은 여러 가지 방법으로 발생합니다. 미국 에너지 부는 예를 들어 자동차의 작동을 제공합니다.

자동차가 켜지기 전에 자동차 탱크에 앉아있는 가솔린은 화학적 위치 에너지를 보유합니다. 차량이 가동된 후에 가스가 점화될 때,열 에너지,열 에너지의 모양으로 화학 에너지에서 바뀝니다.

열 에너지는 힘과 운동(운동 에너지)을 사용하여 차량을 움직이기 위해 기계적 에너지로 변환됩니다.

자동차가 더 이상 순간적으로 움직이거나 멈출 필요가 없게 되면,브레이크가 가해져 마찰,즉 비보수적인 힘을 발생시킨다.

기계적,운동 에너지는 다시 열 상태로 변환되고 다시 한 번 열 에너지입니다.

기계적 에너지 보존 법칙에 따르면,시스템이 격리되거나 보수 세력과 만 상호 작용할 때 기계적 에너지는 일정합니다.

즉,자동차는 가솔린이 다 떨어지고 기계적 에너지가 더 이상 생성되지 않거나 제동 또는 극,다른 차량 또는 건물에서 마찰과 같은 비보수적 인 힘과 상호 작용할 때까지 기계적 에너지를 지속적으로 유지합니다.

또한 움직이는 물체 나 물질의 속도가 변하면 운동 에너지가 함께 변합니다.

자동차의 경우,속도가 느려지지만 시속 몇 마일 밖에 다른 차량에 충돌하지 않고 계속 운전한다면,그 영향은 자동차가 갈 수있는 한 빨리 운전할 때 자동차가 속도를 높이고 다른 차량에 충돌하는 것보다 적을 것입니다.

자동차의 움직임이 빠를수록,더 많은 운동에너지가 생성되고 충격에 더 많은 힘을 발휘하게 된다.

때로는 물체가 마찰과 같은 비보수적 인 힘으로 충돌 할 때 에너지를 잃을 수도 있습니다.

충돌 시 손실되는 에너지의 양은 이런 일이 발생했을 때 어떤 종류의 충돌이 발생했는지에 따라 달라집니다.

충돌이나 상호작용이 탄력적이라면,예를 들어,계단 아래로 움직이는 슬링키 장난감처럼,에너지의 양은 동일하게 유지되고,물체의 힘은 보존된다.

프라이팬에 상륙하는 또띠아의 평평한 반죽과 같이 충돌이 비탄성이면 에너지는 열에너지로 바뀌어 보존되지 않는다.

기계에너지는 어디에나 있다

운동에너지는 기계에너지이며,우리가 하는 모든 일과 삶에서 경험하는 모든 것에서 볼 수 있다. 이 필드를 가로 질러 공을 박쥐 스윙 야구 선수입니다. 그것은 우리의 과일,케일 및 얼음을 녹색 스무디로 분쇄하고 액화하면서 믹서기에 있습니다. 그것은 자전거의 브레이크 페달에 그들은 그것의 바퀴 회전을 중지 마찰을 사용 하 여.

물체에 저장된 에너지는 위치에너지에서 운동에너지로 빠르게 이동할 수 있으며,보존 법칙이 작용함에 따라 다른 종류의 에너지로 변환될 수 있다. 기계적 에너지는 소리만큼 기술적이지 않습니다. 그것은 일상 생활의 일부입니다.

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