在之前的文章中，我们彻底分析了 动能 以及与此有关的一切。 在这种情况下，我们将继续培训并继续学习 机械能。这种类型的能量是由身体的工作产生的，并且可以在其他身体之间转移。机械能是动能（运动）与弹性和/或重力势能的总和，由物体根据其位置相互作用产生。
在本文中，我们将解释机械能的工作原理、计算方法以及一些示例和应用。如果您想清楚、简单地理解这个概念，请继续阅读。
机械能的解释
我们举个例子来解释一下机械能。想象一下我们从一定高度扔一个球。在投掷过程中，球已 动能 由于它的运动，在空中时它也获得 重力势能 由于其相对于地面的位置。当它上升时，势能增加，当它下降时，势能转化为动能。
推动球的手臂对球做功，将动能传递给球。如果我们忽略与空气的摩擦，球将守恒其总机械能，即动能和势能的总和。事实上，当没有摩擦力等阻力时，系统的机械能可以保持恒定。
重要的是要记住 重力 它是一个恒定的力（地球上为 9,8 m/s²）并且始终作用于物体。因此，计算出的机械能将是物体的速度、质量和高度之间相互作用的结果。机械能的测量单位是 七月 (J)，根据国际单位制。
机械能公式
机械能 (Em) 是 动能 (Ec) 和 势能 (Ep)。在数学上，它可以用以下方式表示：
Em = Ec + Ep
要计算 动能 (Ec)，我们使用以下公式：
- Ec = 1/2 mv²
哪里 m 是身体的质量， v 是速度。
至于 重力势能 (Ep)，其公式为：
- Ep=mgh
哪里 m 是质量， g 是重力引起的加速度， h 高度。
这样，如果知道物体的质量、速度和发射高度，就可以计算出它的机械能。
机械能源节约原理
物理学的一项基本原理指出： 能量既不会被创造也不会被破坏，而是会被转化. 这被称为 节能原理。在机械能的情况下，如果系统是孤立的，即不存在诸如摩擦之类的非保守力，则该原理是有效的。
如果我们把一个球扔到空中，在最高点它的动能为零，但它的重力势能将最大。当它下降时，势能转化为动能。在整个过程中，系统的总机械能保持恒定。
描述这一原理的数学方程如下：
Em = Ec + Ep =常数
在实际系统中，摩擦力和其他非保守力的存在会改变这个方程，导致一些能量以热量或其他形式耗散。即便如此，这一原理对于分析众多物理系统仍然有用。
练习的例子
让我们看一些练习来说明如何应用上述概念：
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- 选择错误的选项：
- a) 动能是物体运动时产生的能量。
- b) 重力势能是物体由于位于一定高度而具有的能量。
- c) 即使存在摩擦，物体的总机械能也保持恒定。
- d) 宇宙的能量是恒定的，只会发生变化。
- e) 当物体有动能时，它就可以做功。
- 选择错误的选项：
错误的选项是 （C）。在存在摩擦的情况下，机械能不守恒，因为其中一些机械能以热量的形式耗散。
- 有面团的公共汽车 m 以匀速下坡。司机一直踩着刹车，限制了公交车的速度，即使它从高处下降 h。回答下列陈述是否正确：
- 公交车的动能变化为零。
- 总线-接地系统的机械能是守恒的。
- 总线-地球系统的总能量是守恒的，尽管有些能量转化为内能。
在这种情况下，正确答案是 V、F、V。由于速度恒定，动能不变；然而，由于摩擦引起系统内能增加，机械能不守恒。
这些例子说明了理解力和能量在不同背景下如何相互作用的重要性。机械能是许多日常应用的关键，从移动车辆到从蹦床上跳下。
对机械能的正确理解不仅有助于通过考试，而且有助于理解我们周围世界的现象。