MECHANIKA‎ > ‎

Mechanická energie. Zákon zachování mechanické energie

Víme: těleso ve výšce h nad povrchem země pohybující se rychlostí v → těleso má energii kinetickou (EK = ½mv2) a energii potencionální (EP = mgh)

Úloha: Kámen o hmotnosti 2 kg padá volným pádem z věže vysoké 80 m. Jakou má kinetickou a tíhovou potenciální energii v časech t = 0,1, 2, 3, 4 s ? (g = 10 m ∙ s-2)

t (s) s (m) h (m)v (m ∙ s-1)EP (J) EK (J) E = EK + EP 
00800160001600 J
15751015001001600 J
220602012004001600 J
34535307009001600 J
480040016001600 J
s = ½ gt2 v = gtEP = mghEK = ½mv2 

Shrnutí:

Při všech mechanických dějích se mění kinetická energie v potenciální energii a naopak, přičemž celková mechanická energie izolované soustavy těles zůstává během celého děje konstantní.

ZÁKON ZACHOVÁNÍ MECHANICKÉ ENERGIE
E = EK + EP = konstanta

V praxi: volný pád míčku k Zemi a jeho odraz
  • Mechanická energie míčku klesá, mění se v energii vnitřní (tepelnou). Celková energie soustavy se ale nemění.
Při všech dějích v izolované soustavě těles se mění jedna forma energie v jinou, nebo přechází energie z jednoho tělesa na druhé, celková energie soustavy se však nemění.

ZÁKON ZACHOVÁNÍ ENERGIE

Poznámky:
  • zákon zachování energie je jeden z nejdůležitějších zákonů fyziky
  • souvislost mezi prací a energií
    • W = ∆ E
    • práce je dějová fyzikální veličina
    • energie je stavová fyzikální veličina

ÚLOHY:
1) Těleso o hmotnosti 3 kg se pohybuje po vodorovné rovině rychlostí 3 m × s–1 a narazí na druhé těleso o hmotnosti 2 kg, které je před srážkou v klidu. Po srážce se obě tělesa pohybují společně. Určete přírůstek vnitřní energie těles.
(5,4 J)

2) Letadlo o hmotnosti 60 t vystoupilo z výšky 1 000 m do výšky 3 000 m, přičemž zvětšilo rychlost ze 160 m × s–1 na 200 m × s–1. Jakou práci vykonaly motory letadla? Odpor vzduchu neuvažujte.
(1,6 GJ)