Mehanička energija
Mehanička energija je zbir potencijalne i kinetičke energije. To je energija povezana sa kretanjem i pozicijom objekta. Princip pretvaranja mehaničke energije tvrdi da izolirani sistem koji je samo subjekat konzervativnim snagama ima konstantnu mehaničku energiju. Ako je objekat pomjeran u suprotnom pravcu od konzervativne neto sile, potencijalna energija će se povećati i ako je ubrzanje (ne brzina) objekta izmijenjena, kinetička energija objekta se također izmijeni. U svim stvarnim sistemima, ipak, nekonzervativne sile, kao što su sile trenja, bit će prisutne, ali su često neznatne vrijednosti pa se uzima da je mehanička energija konstantna. U elastičnim kolizijama, mehanička energija se konzervira ali u neelastičnim kolizijama, nešto mehaničke energije se pretvara u toplotu. Jednakost između izgubljene mehaničke energije (disipacija) i povećanja temperature otkrio je naučnik Džejms Preskot Džul.
Većina modernih uređaja, kao što je elektromotor ili parna mašina, koriste se danas da pretvore mehaničku energiju u ostale oblike energije, npr. električna energija, ili da pretvore ostale oblike energije, poput toplote, u mehaničku energiju.
Uopšteno uredi
Energija je skalar, a mehanička energija sistema je zbir potencijalnih energija koje se mjere pozicijom dijelova sistema, i kinetičkih energija koje se takođe nazivaju energijama kretanja:[1][2]
Potencijalna energija, Ep, zavisi od pozicije objekta koji je podrvgnut konzervativnoj sili. Definira se kao mogućnost objekta da radi rad i povećava se kako je objekt pomjeren u suprotnom smjeru od smjera sile. Kada se mjeri mehanička energija, objekat se razmatra u cjelini, kako je naveo Isak Njutn u djelu Principia Mathematica Philosophiae Naturalis: "Kretanje cjeline je jednako kao zbir kretanja dijelova; to jest, promjena pozicije njenih dijelova od njihovih mjesta, tako da je mjesto cjeline isto kao zbir mjesta dijelova te je unutrašnje i u čitavom tijelu."[3][1] Ako F predstavlja konzervativnu silu i X predstavlja poziciju, potencijalna energija sile između dvije pozicije X1 i X2 se definiše kao negativni integral od F od X1 do X2:[4]
Kinetička energija, Ek, zavisi od brzine objekta i to je mogućnost krećućeg objekta da vrši rad na ostale objekte kada se sudari s njima. U fizici, ubrzanje je skalar, a brzina je vektor. Drugim riječima, brzina je ubrzanje sa smjerom i može stoga izmijeniti se mijenjajući ubrzanje objekta, jer je ubrzanje numerička jačina brzine.[5][6][7][8] Definiše se kao jedna polovina proizvoda mase objekta sa kvadratom njegove brzine, a ukupna kinetička energija sistema objekata jeste zbir kinetičkih energija svih objekata:[1][9]
Princip očuvanja mehaničke energije iskazuje da ako tijelo ili sistem podvrgnemo samo konzervativnim silama, mehanička energija tog tijela ili sistema ostaje nepromijenjena (konstantna).[10] Razlika između konzervativne i nekonzervativne sile je da kada konzervativna sila pomjera objekat sa jedne tačke na drugu, rad koji je izvršen od konzervativne sile ne zavisi od puta. Suprotno, kada nekonzervativna sila djeluje na objekat, rad koji je izvršen od nekonzervativne sile zavisi od puta.[11][12]
Reference uredi
- ^ a b v Wilczek, Frank (2008). „Conservation laws (physics)”. AccessScience. McGraw-Hill Companies. Arhivirano iz originala 19. 7. 2013. g. Pristupljeno 26. 8. 2011.
- ^ „mechanical energy”. The New Encyclopædia Britannica: Micropædia: Ready Reference. 7 (15th izd.). 2003.
- ^ Newton 1999, str. 409
- ^ "Potential Energy" Arhivirano na sajtu Wayback Machine (14. april 2012).
- ^ "Brodie129-131"
- ^ Rusk, Rogers D. (2008). „Speed”. AccessScience. McGraw-Hill Companies. Arhivirano iz originala 19. 7. 2013. g. Pristupljeno 28. 8. 2011.
- ^ Rusk, Rogers D. (2008). „Velocity”. AccessScience. McGraw-Hill Companies. Arhivirano iz originala 19. 7. 2013. g. Pristupljeno 28. 8. 2011.
- ^ Brodie 1998, str. 101
- ^ Jain 2009, str. 9
- ^ Jain 2009, str. 12
- ^ Department of Physics. „Review D: Potential Energy and the Conservation of Mechanical Energy” (PDF). Massachusetts Institute of Technology. Pristupljeno 3. 8. 2011.
- ^ Resnick, Robert and Halliday, David (1966), Physics, Section 8-3 (Vol I and II, Combined edition), Wiley International Edition, Library of Congress Catalog Card No. 66-11527
Literatura uredi
- Brodie, David; Brown, Wendy; Heslop, Nigel; Ireson, Gren; Williams, Peter (1998). Terry Parkin, ur. Physics. Addison Wesley Longman Limited. ISBN 978-0-582-28736-5.
- Jain, Mahesh C. (2009). Textbook of Engineering Physics, Part I. New Delhi: PHI Learning Pvt. Ltd. ISBN 978-81-203-3862-3.
- Newton, Isaac (1999). I. Bernard Cohen, Anne Miller Whitman, ur. The Principia: mathematical principles of natural philosophy. United States of America: University of California Press. ISBN 978-0-520-08816-0.
