Elk object in rust dat energie bezit vanwege zijn positie onder invloed van zwaartekracht, wordt gravitatie-potentiële energie genoemd.
Volgens de wet van energiebehoud houdt de omzetting van potentiële zwaartekrachtenergie in mechanische energie in dat het stationaire lichaam wordt versneld om werk te doen. In dit bericht kom je dus meer te weten over de omzetting van potentiële zwaartekrachtenergie in mechanische energie en de feiten.
Het mechanische werk kan de vorm hebben van kinetische of potentiële energie.
Hoe zijn zwaartekrachtpotentieel en mechanische energie gerelateerd?
De eerste wet van de thermodynamica beschrijft hoe energie van de ene vorm in de andere kan worden omgezet. Het volstaat om ken de relatie tussen zwaartekracht potentiële energie en mechanische energie.
De massa van het object en op welke hoogte het object boven het grondniveau is geplaatst, beschrijft de zwaartekracht potentiële energie. Wanneer de massa en hoogte van het object toenemen, is de zwaartekracht potentiële energie op het object groter; wanneer het van een maximale hoogte wordt losgelaten, zal de door het object verkregen snelheid groter zijn; dus mechanische energie is ook meer.
Dit betekent dat de potentiële energie van de zwaartekracht en de mechanische energie een lineaire evenredigheidsrelatie hebben.
Hoe wordt gravitatie-potentiële energie omgezet in mechanische energie?
Werk-energiestelling specificeert altijd het mechanische werk dat op het systeem wordt gedaan door energie te transformeren. Met behulp van dit principe wordt de gravitatie-potentiële energie omgezet in mechanische energie.
Objecten in de lucht hebben een maximale zwaartekracht die in het object is opgeslagen. Wanneer het wordt gemaakt om te vallen, wordt de opgeslagen energie vrijgegeven en klaar om werk te doen door mechanische energie te verwerven.
Afbeelding credits: Wikimedia commons
Wanneer wordt gravitatie-potentiële energie omgezet in mechanische energie?
Elk object beweegt niet totdat een externe kracht ze activeert.
Stel dat een object op een bepaalde hoogte wordt gehouden; het object bezit maximale zwaartekracht potentiële energie. Als er een externe kracht op wordt uitgeoefend, zullen ze beginnen te vallen door hun opgeslagen potentiële energie door de zwaartekracht vrij te geven. Het vallende voorwerp bezit kinetische energie.
De kinetische energie die door het object wordt verkregen, is de arbeid die op het object wordt uitgeoefend, dus het omzetten van zwaartekracht potentiële energie tot mechanische energie.
Waar wordt gravitatie-potentiële energie omgezet in mechanische energie?
Het zwaartekrachtpotentieel stijgt naarmate de hoogte toeneemt. Dus als het object op maximale hoogte wordt gehouden, zijn er meer kansen om maximale mechanische energie te verkrijgen.
Naarmate de hoogte toeneemt, neemt de zwaartekracht die het neerwaartse object trekt toe. Deze toename van de zwaartekracht op het object zorgt ervoor dat ze versnellen door kinetische energie te verkrijgen. Een toename van de snelheid zorgt ervoor dat het object zijn opgeslagen potentiële energie overdraagt. Deze overgedragen potentiële energie is mechanische energie.
Gravitatie potentiële energie naar Mechanische energie formule
Wanneer de conversie van het zwaartekrachtpotentieel energie naar mechanisch energie optreedt, begint het lichaam te bewegen en beschikt het over kinetische energie. De som van deze kinetische energie en potentiële zwaartekrachtenergie is de mechanische energie die het lichaam bezit.
De vergelijking U=mgh geeft de potentiële zwaartekrachtenergie van een lichaam, waarbij m de massa van het lichaam is, g de zwaartekracht en h de hoogte.
De kinetische energie wordt gegeven door K=1/2mv2 waarbij m massa is en v snelheid. De mechanische energie als gevolg van zwaartekracht potentiële energie wordt gegeven door
E=U+K; deze uitdrukking beschrijft de relatie tussen gravitatie potentiële energie en mechanische energie.
Gravitatie potentiële energie naar Mechanische energie-efficiëntie
De efficiëntie van het omzetten van gravitatie-potentiële energie in mechanische energie omvat een zeer kleine hoeveelheid gravitatie-energie om maximaal werk te doen. De formule wordt als volgt gegeven;
Euit is de omgezette energie, en Ein is de oorspronkelijke vorm van energie.
Omdat mechanische energie niets anders is dan de som van kinetische en zwaartekracht potentiële energie, ook wel de totale energie van het systeem genoemd. Dus de vergelijking kan worden geschreven als
Gravitatie potentiële energie naar voorbeelden van mechanische energie
- Watervallen
- Sloopkogel
- Rijp fruit aan de boom
- Scooter achtbaan
- Slinger
- Verhoogde gewichten
- Vlucht van vliegtuig
- reuzenrad
- Stuiterde bal
- Schommels
- Voertuigen op de top van de heuvel
- hydraulische turbines
- Weegschaal
- Glijbanen in het park
- Gravitron
Watervallen
Alvorens van een klif te vallen, bezit water potentiële zwaartekrachtenergie; als het valt, bezit het kinetische energie. De som van deze twee energie die water bezit, is mechanische energie.
Sloopkogel
De sloopkogel wordt gebruikt om de grote gebouwen te slopen. Op de hoogte boven de grond heeft de bal potentiële zwaartekrachtenergie; het doet het mechanische werk aan het gebouw wanneer het valt.
Rijp fruit aan de boom
Een rijpe vrucht voordat hij valt, bezit potentiële zwaartekrachtenergie. Wanneer het op het punt staat te vallen, wordt de potentiële energie omgezet in mechanische energie.
Scooter achtbaan
Een achtbaanrit combineert zwaartekracht potentiële energie en kinetische energie. Er wordt wat mechanisch werk gedaan aan de autostoel, die verantwoordelijk is voor de beweging van de auto.
Slinger
De slinger bezit potentiële zwaartekrachtenergie voordat hij slingert. Deze energie wordt omgezet in mechanische energie als het begint te slingeren.
Verhoogde gewichten
Vanwege de hoogte bezit een verhoogd gewicht potentiële zwaartekrachtenergie. Wanneer het naar beneden wordt getrokken, komt de mechanische energie in actie.
Vlucht van vliegtuig
Vliegtuigen kunnen efficiënt in de lucht vliegen dankzij de omzetting van potentiële zwaartekrachtenergie in mechanische energie.
reuzenrad
Het optillen en vallen van de cabine van het reuzenrad is te wijten aan de omzetting van potentiële zwaartekrachtenergie in mechanische energie.
Stuiterde bal
Wanneer een bal op een bepaalde hoogte wordt gestuiterd, bezit deze potentiële zwaartekrachtenergie. Tijdens het terugkaatsen wordt de snelheid van de bal verhoogd door deze om te zetten in mechanische energie.
Schommels
Tijdens het schommelen ervaart iedereen maximale snelheid terwijl hij zich van grotere hoogte naar grondniveau beweegt. Dit komt door de omzetting van potentiële zwaartekrachtenergie in mechanische energie.
Voertuigen op de top van de heuvel
Als u uw voertuigen op de top van de heuvel parkeert, heeft deze maximale zwaartekracht potentiële energie. Dit wordt tijdens het naar beneden bewegen omgezet in kinetische energie. De werking van kinetische energie wordt gedragen door mechanische energie.
hydraulische turbines
Water dat van een bepaalde hoogte valt, zorgt ervoor dat de turbine gaat draaien. Aanvankelijk bezit het water potentiële zwaartekrachtenergie, die op de turbine inwerkt om mechanische actie uit te voeren.
Weegschaal
De balancerende werking van een traditionele weegschaal omvat de omzetting van potentiële zwaartekrachtenergie in mechanische energie.
Glijbanen in het park
Vanwege de hoogte bezit het kind aan de bovenkant van de glijbaan potentiële zwaartekrachtenergie. Terwijl hij naar beneden glijdt, begint het te versnellen, wat de vorm is van mechanische energie.
Gravitron
Een gravitron werkt op middelpuntvliedende kracht en het nul-zwaartekrachtprincipe dat in een pretpark wordt toegepast. Wanneer het graviton begint te versnellen, wordt de potentiële zwaartekrachtenergie omgezet in mechanische energie om werk te doen en te voorkomen dat de persoon valt.
Conclusie
Uit dit bericht leren we dat de omzetting van potentiële zwaartekrachtenergie in mechanische energie plaatsvindt door kinetische energie te produceren.
Lees ook:
- Hoe potentiële energie in uitgerekte of samengedrukte veren te meten
- Voorbeeld van potentiële energie naar lichtenergie
- Hoe de chemische energieomzetting bij fotosynthese te schatten
- Hoe energieoverdracht te vinden in warmte-uitwisseling
- Van kernenergie naar chemische energie
- Voorbeeld van elektrische energie naar stralingsenergie
- Hoe de energie van een foton te berekenen
- Is fossiele brandstof een geothermische energie?
- Hoe het kinetisch energieverlies bij auto-ongelukken te bepalen voor veiligheidsverbeteringen
- Hoe Gibbs vrije energie te berekenen met evenwichtsconstante
Ik ben Keerthi K Murthy, ik heb een postdoctorale opleiding natuurkunde afgerond, met de specialisatie op het gebied van vaste-stoffysica. Ik heb natuurkunde altijd beschouwd als een fundamenteel onderwerp dat verbonden is met ons dagelijks leven. Als natuurkundestudent vind ik het leuk om nieuwe dingen in de natuurkunde te ontdekken. Als schrijver is het mijn doel om de lezers op een vereenvoudigde manier te bereiken via mijn artikelen.