11. Mekaaninen energia Flashcards
Mitä ovat potentiaalienergia ja liike-energia? Mitkä vaikuttavat niiden suuruuteen?
Mikä on mekaaninen energia?
Gravitaatiokentässä kappaleeseen varastoituva energia on potentiaalienergiaa. Mitä korkeammalla kappale on ja mitä suurempi on kappaleen massa, sitä enemmän kappaleella on potentiaalienergiaa.
Liikkuvilla kappaleilla on liike-energiaa eli kineettistä energiaa. Mitä suuremmalla nopeudella kappale liikkuu ja mitä suurempi kappaleen massa on, sitä enemmän kappaleella on liike-energiaa.
Kappaleen liike-energian ja potentiaalienergian summaa kutsutaan mekaaniseksi energiaksi.
Miten lasketaan potentiaalienergian suuruus?
Kun määritetään gravitaatiokentän potentiaalienergiaa, nollatasoksi valitaan usein maanpinnan taso. Maan lähellä gravitaatiokentän potentiaalienergia on:
Ep = mgh
jossa m on kappaleen massa, g on putoamiskiihtyvyys ja h on kappaleen etäisyys sovitusta nollatasosta.
HUOM! Tehty työ on yhtä suuri kuin kappaleen potentiaalienergian muutos.
Miten lasketaan liike-energian suuruus?
Kun kappale liikkuu, sillä on liike-energiaa eli kineettistä energiaa. Liike-energia on suoraan verrannollinen kappaleen massaan sekä nopeuden neliöön.
Ek=1/2mv^2
jossa m on kappaleen massa ja v on kappaleen nopeus.
HUOM! Koska kappaleen massa ja nopeuden neliö eivät voi saada negatiivisia arvoja, liike-energia on aina positiivinen tai nolla.
Mikä on työperiaate?
Työperiaatteen mukaan kappaleeseen vaikuttavan kokonaisvoiman tekemä työ on yhtä suuri kuin kappaleen liike-energian muutos.
W=(delta)Ek
Liike-energian muutos on loppu- ja alkutilanteiden liike-energioiden erotus.
