Lagen om energibesparing: förklaringar, formler och exempelproblem

lagen om bevarande av energi

Lagen om bevarande av energi säger att energi inte kan skapas eller förstöras, men den kan förändras från en form av energi till en annan.

De aktiviteter vi gör varje dag är förändringar i energi från en form till en annan.

Enligt definitionen av Cambridge-ordboken är energi makten att utföra arbete som producerar ljus, värme eller rörelse eller bränsle eller el som används för kraft.

När vi till exempel äter omvandlar vi den kemiska energin från maten till den energi vi använder för att flytta. Men denna energi kommer inte att förändras när vi är stilla. Energin kommer att fortsätta att existera. Följande är ljudet av lagen om bevarande av energi.

Förstå lagen om bevarande av energi

"Mängden energi i ett slutet system förändras inte, det kommer att förbli detsamma. Denna energi kan varken skapas eller förstöras, men den kan ändras från en form av energi till en annan "

Grundaren av en lag för bevarande av energi är James Prescott Joule, en forskare från England som föddes den 24 december 1818.

Lagen om bevarande av mekanisk energi  är summan av den kinetiska och potentiella energin. Potentiell energi är den energi som finns i ett objekt eftersom objektet ligger i ett kraftfält. Samtidigt är kinetisk energi den energi som orsakas av rörelsen hos ett objekt som har massa / vikt.

Följande är skrivningen av formeln för de två energierna.

lagen om bevarande av energi

Information

E K = kinetisk energi (Joule)

E P = Potentiell energi (Joule)

m = massa (kg)

v = Hastighet (m / s)

g = gravitation (m / s2)

h = objektets höjd (m)

Alla enheter för en energimängd är Joule (SI). Vidare, i potentiell energi, är arbetet med denna kraft lika med den negativa förändringen i systemets potentiella energi.

Å andra sidan, ett system som upplever en förändring i hastighet, är den totala ansträngningen som verkar på detta system lika med förändringen i kinetisk energi. Eftersom arbetskraften endast är en konservativ kraft kommer det totala arbetet med systemet att vara lika med den negativa förändringen av potentiell energi.

Om vi ​​kombinerar dessa två begrepp kommer ett tillstånd att uppstå där den totala förändringen i kinetisk energi och förändringen i potentiell energi är lika med noll.

lagen om bevarande av energi

Från den andra ekvationen kan man se att summan av de initiala kinetiska och potentiella energierna är densamma som summan av de slutliga kinetiska och potentiella energierna.

Läs också: Elements of Fine Art (FULL): Grunder, bilder och förklaringar

Summan av denna energi kallas mekanisk energi. Värdet av denna mekaniska energi är alltid konstant, förutsatt att den kraft som verkar på systemet måste vara en konservativ kraft.

Formeln för lagen om bevarande av energi

Varje total energi i systemet (dvs. mekanisk energi) måste alltid vara densamma, så den mekaniska energin före och efter den har samma storlek. I detta fall kan det uttryckas som

lagen om bevarande av energi

Exempel på lagen om bevarande av energi

1. Frukt på ett fallet träd

När frukten är på pohomen kommer den att stå still. Denna frukt kommer att ha potentiell energi på grund av dess höjd från marken.

Om frukten nu faller från trädet kommer den potentiella energin att omvandlas till kinetisk energi. Mängden energi kommer att förbli konstant och det blir systemets totala mekaniska energi.

Strax innan frukten träffar marken kommer systemets totala potentiella energi att minska ner till noll och det kommer bara att ha kinetisk energi.

2. Vattenkraftverk

Mekanisk energi från vattnet som faller från vattenfallet används för att vrida turbinerna längst ner på vattenfallet. Denna turbinrotation används för att generera el.

3. Ångmotor

Ångmotorer går på ånga vilket är värmeenergi. Denna värmeenergi omvandlas till mekanisk energi som används för att driva loket. Detta är ett exempel på att omvandla värmeenergi till mekanisk energi

4. Väderkvarnar

Vindens kinetiska energi får knivarna att rotera. Väderkvarnar omvandlar vindens kinetiska energi till elektrisk energi.

5. Toy Dart Gun

Dartpistolen har en fjäder som kan lagra elastisk energi när den är i komprimerat läge.

Denna energi kommer att frigöras när våren sträcks, vilket får pilen att röra sig. Således omvandlar fjäderns elastiska energi till kinetisk energi hos den rörliga pilen

6. Marmorspel

När du spelar med kulor överförs den mekaniska energin från fingrarna till kulorna. Detta får marmorn att röra sig och färdas ett stycke innan den stannar.

Läs också: Ledare är - beskrivningar, ritningar och exempel

Exempel på lagen om bevarande av energi

1. Yuyun släppte en motornyckel från en höjd av 2 meter så att den rörliga nyckeln föll fritt under huset. Om accelerationen på grund av tyngdkraften på den platsen är 10 m / s2 är nyckelhastigheten efter att ha flyttat sig 0,5 meter från utgångsläget

Förklaring

h 1 = 2 m, v 1 = 0, g = 10 m / s2, h = 0,5 m, h 2 = 2 - 0,5 = 1,5 m

v 2 =?

Baserat på lagen om bevarande av mekanisk energi

Em 1 = Em 2

Ep 1 + Ek 1 = Ep 2 + Ek 2

mgh 1 + ½ mv 1 2 = mgh 2 + ½ m.v 2 2

m. 10 (2) + 0 = m. 10 (1,5) + ½m. V 2 2

20 m = 15 m + ½m.v 2 2

20 = 15 + ½ v 2 2

20 - 15 = ½ v 2 2

5 = ½ v 2 2

10 = v 2 2

v 2 = √10 m / s

2. Ett block glider från toppen av ett halt lutande plan för att nå basen av det lutande planet. Om toppen av det lutande planet ligger på en höjd av 32 meter över golvytan är blockets hastighet när det kommer till botten av planet

Förklaring

h 1 = 32 m, v 1 = 0, h 2 = 0, g = 10 m / s2

v 2 =?

Enligt lagen om bevarande av mekanisk energi

Em 1 = Em 2

Ep 1 + Ek 1 = Ep 2 + Ek 2

mgh 1 + ½ mv 1 2 = mgh 2 + ½ m.v 2 2

m. 10 (32) + 0 = 0 + ½m. V 2 2

320 m = ½m.v 2 2

320 = ½ v 2 2

640 = v 2 2

v 2 = √640 m / s = 8 √10 m / s

3. En sten med en massa på 1 kg kastas vertikalt uppåt. När höjden är 10 meter från marken har den en hastighet på 2 m / s. Vad är mangoens mekaniska energi vid den tiden? Om g = 10 m / s2

Förklaring

m = 1 kg, h = 10 m, v = 2 m / s, g = 10 m / s2

Enligt lagen om bevarande av mekanisk energi

E M = E P + E K

E M = mgh + ½ m v2

E M = 1. 10. 10 + ½. 1. 22

E M = 100 + 2

E M = 102 joule

Det är beskrivningen av lagen om energibesparing och dess problem och tillämpningar i det dagliga livet. Förhoppningsvis användbart.