12. Mekaniikan energiaperiaate Flashcards
Mikä on mekaanisen energian säilymislaki (tarkastele heilurin avulla)?
Kun potentiaalienergian nollatasoksi valitaan radan alin kohta, ääriasennoissa heilurin punnuksella on vain potentiaalienergiaa, ja radan alimmassa kohdassa punnuksella on vain liike-energiaa. Näiden kohtien välissä punnuksella on sekä liike- että potentiaalienergiaa.
Jos vastusvoimia ei huomioida, mekaaninen energia eli liike-energian ja potentiaalienergian summa pysyy vakiona = mekaanisen energian säilymislaki.
Epa + Eka = Epl + Ekl
Miksi käytetään mekaniikan energiaperiaatetta säilymislain ja työperiaatteen sijaan?
Reaalimaailman tilanteissa mekaanista energiaa muuntuu usein nopeasti muiksi energialajeiksi. Esimerkiksi keinujaan vaikuttaa ilmanvastus, jonka tekemä työ muuntaa keinujan liike-energiaa ilmamolekyylien sisäenergiaksi. Lisäksi keinun kiinnityskohdassa kitka tekee työtä ja muuntaa kappaleen mekaanista energiaa hankaavien pintojen sisäenergiaksi.
Mekaniikan energiaperiaatteen mukaan:
Epa+Eka+W = Epl+Ekl
Ulkoinen voima tekee kappaleelle työn W, jolloin energiaa muuntuu.
Mitä tarkoitetaan energian säilymislailla?
Energian säilymislain mukaan energiaa ei häviä eikä sitä synny tyhjästä. Energiaa voi täten muuntua muodosta toiseen, mutta sen kokonaismäärä pysyy aina samana. Vaikka tarkasteltavassa tilanteessa systeemin mekaaninen energia ei säilyisi esimerkiksi voiman tekemän työn vuoksi, systeemin energia yleisesti säilyy.
