机械能:物体和运动的能量初学者指南

机械能:物体和运动的能量初学者指南

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机械能 就在NBA买球身边. 无论是一个孩子踢足球还是一个巨大的风力涡轮机给NBA买球供电, 这种力量是无法逃避的. 但到底是什么 机械能? 在本指南中,NBA买球将帮助您了解更多 机械能它是如何工作和产生能量的,为什么它对你(和NBA买球所有人)很重要. 

什么是机械能,它是如何工作的? 

机械能是 物理科学. 这是一个 运动的能量,或者是 物体的能量 移动. 所有的生命形式和许多系统都使用 机械能 功能,和 运动的能量 在日常生活中可以看到吗. 以下是一些例子: 

  • 一个孩子在空中举着一个球,他们扫视球场,准备把球扔出去. 他们正在用力(把球举起来),但还没有进行任何练习 数量的 工作 (力引起物体位移).  
  • 一个小孩踢了一个球(外力) 强迫行为 在它上面,推动它向前. 
  • 一个球从空中飞过(运动的能量),是(引力),从地面反弹,再次上升到一个点(重力势能),然后滚下来,停了下来. 
  • 一架飞机在跑道上超速行驶代表着运动的能量.  
  • 一架高速飞行的飞机撞上了一架直升机 动能 另一架飞机.  
  • 当飞行员踩刹车时,私人飞机会减速停止 (摩擦力). 

机械能 (动能或势能) 是运动中的物体的能量还是通过物体的位置存储的能量. 

机械能 这也是可再生能源的驱动因素吗. 许多形式的可再生能源依赖 机械能 充分地产生能量或转换能量.  

两个可再生能源的例子 机械能水电风能.  

机械能只是其中之一 形式的能量, 也包括:  

  • 光  
  •  
  • 声音的能量 
  • Chemical能源 
  • Electrical能源 
  • 核能源 

有趣的是,所有这些 形式的能量 是可以互换的 根据情况从一种状态转移到另一种状态. 这是因为科学 守恒定律 states that 能源 never ceases to exist entirely; it can only change from one form to ano的r. 

机械能的一些例子是什么? 

机械 能源 可以生产的 通过生物、固体、气体、水或空气. 有一些例子 机械能 到处都是.  

势能和动能 这只是NBA买球可以看到或体验到的两个例子吗. 

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势能的一个例子 

想象一下,你从当地的农贸市场回到家,篮子里的有机食品中有一个脂肪, 多汁的, 圆的西瓜.  

你把西瓜放在厨房的柜台上. 现在有 势能 因为它的高度高于厨房地板,因为它的重量.  

然后, 当你拿出一个罐子来存放新鲜的有机咖啡豆时,不小心被胳膊肘撞到了. 当西瓜开始滚向柜台边缘时,你急忙抓住它. 这是 运动的能量 

当你手里拿着一个罐子和一袋咖啡时,你的西瓜掉到地上。引力 -一个例子 非保守的力量),砸在瓷砖上,炸成无数碎片. 现在“功”已经完成了,因为撞击将甜瓜打碎成一块块多汁的糊状物. 虚线西瓜也创建 声音的能量,其中一个 形式的能量 前面所讨论的. 

一个动能的例子 

海洋中的风车source

NBA买球许多人对清洁能源感到兴奋,因为它有益 对气候变化的影响. NBA买球可以选择一个绿色能源计划当NBA买球 选择电力供应商 或者NBA买球可以在家里安装太阳能电池板. 

当NBA买球选择一个绿色能源计划时,那能源通常是由 涡轮机. 有不同类型的动能使涡轮机工作产生电力. 

  • 风: 风力涡轮机例如,它是一种通过空气流动发电的可再生能源技术. 当风吹的时候,它旋转涡轮机的叶片在一个 圆周运动它在旋转时转动发电传动轴. 
     
  • 蒸汽: 同样的, 蒸汽涡轮发电机 利用压力来移动涡轮机的机械臂. 叶片向内旋转 圆周运动 当蒸汽吹起,使用 机械能 旋转旋转转轴. 转轴连接到发电机,发电机采取 动能 并将其转化为 电能. 蒸汽机也用同样的方法操作.  
     
  • 水: 水电 获得的 机械能 将水通过水力涡轮机或抽水蓄能系统. 就像风力涡轮机或蒸汽涡轮机一样,水力涡轮机使用 动能 用流水来旋转叶片. 另一方面, 抽水蓄能系统利用不同海拔的水库来来回输送水 水力发电. 这两种方法都反映了自然发生的情况 机械能 河流,小溪,瀑布,海洋,甚至雨水的力量. 

Is 机械能 潜在的或动能? 

有两个 机械能的类型 -运动(动能)和储存(势能). 你可以在NBA买球的指南中了解更多 势能和动能 

机械 转换取决于数量 势能 一个物体有多少 动能 它可以产生. 

无论潜力如何,然而 运动的能量 是生产能力不可分割的一部分吗, 而且,许多能源的产生离不开它.  

机械能 取决于物体的位置和运动,它的力量来自于运动的总和(动能)和储能(势能). 换句话说,当一个物体 势能和动能结合在一起,它会创建 机械能. 

例如,一个 过山车 收益最 重力势能 当它到达第一个高峰附近的旅程开始 这就是在整个驾驶过程中,驱动汽车前进的总功率.  

当爬到其中一个山丘或环路的顶部时,它获得了 势能 越高,越多 势能 它变得. 当它开始向下运动时,它开始将势能转化为 动能. 当马车下山时,它 动能 increases; simultaneously, its 势能 减少.  

具有势能的物体的一些例子是悬崖边上的一块巨石, 塞住的浴缸里的水, 或者是等待毁灭的毁灭球. 所有这些都是在滚动、流动或摆动之前的位置能量. 

动能 来源来源于运动或 引力 比如海浪、蒸汽、流水或风. 它也可以是一个人跑步时产生的能量, 跳跃, 舞蹈, 驱动一辆车, 或者投掷飞镖, 或投掷 保龄球 的小巷子里.  

当巨石从悬崖上滚下来,或者浴缸的塞子被撬开,水开始往下水道里冲, 这些对象或源增益 动能 

当他们收集 动能,他们失去 势能,两者结合起来,就可以创造出物体的力、速度或力量水平.  

所有其他能量类型只能是 动能 or 势能 一次一个,但不能同时. 因此, 机械能 唯一能利用潜能和能量的形式是什么 动能 在两者之间来回变换. 

如何 机械能 产生电能? 

机械能 生产是由采购潜力和 动能将其转化为能量. 例如,蒸汽、水、风、天然气或液体燃料驱动涡轮机.  

机器经常用来生成其他的 形式的能量 通过 转换 在被用作力量之前. 一次 机械能 是改变了某种方式,NBA买球可以用NBA买球想要或需要它工作吗.  

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你能节约 机械能? 

你可以保存 机械能,这很重要,因为 能量可以逃脱 当使用时,电能在转换过程中会被浪费掉. 

当非保守或停止力或情况发生时,一些能量损失是不可避免的, 但是转移或节约能源可以帮助达到最大的效率. 

效率低下的能源转换系统运行成本更高,并会影响电力系统的效率. 例如,如果风能被转换成 机械能 转动风力涡轮机, 但是转换过程会损失一半以上的能量, 系统运行缓慢, 更费时, 和能源浪费.  

什么是能量转换?  

能量转换示例|汽车电池交换source

能量转换有许多不同的方式. 美国.S. 能源部给出了 汽车的操作例如,.  

汽车发动前,油箱里的汽油含有化学物质 势能. 当车辆启动后燃烧煤气时,则从 化学能热能,是热能的一种形式.  

热能 然后被转换成 机械能,使用力和运动(动能)移动车辆.  

一旦汽车不再需要移动或暂时停止, 刹车会产生摩擦, a 非保守的力量. 

机械, 动能 又变成热态又变成热能了吗.  

根据 机械能守恒定律,当系统孤立或仅与保守力相互作用时,则 机械能 是恒定的.  

换句话说,汽车将保留它的 机械能 一直到汽油用完 机械能 是不再产生,还是与一个 非保守的力量 例如刹车、电线杆、另一辆车或建筑物产生的摩擦. 

进一步,如果 的速度 移动物体 或者物质上的变化 动能的变化 随着它.  

就汽车而言, 如果它减速,但继续行驶,然后以每小时几英里的速度撞上另一辆车, 当汽车以最快的速度行驶时,如果汽车加速撞到另一辆车,所产生的冲击将会小一些.  

汽车移动得越快,就越多 动能 它产生的力量越大,它就会施加更大的影响.  

有时当物体碰撞 非保守力 和摩擦一样,它们也会失去能量.  

在碰撞中损失的能量将取决于发生碰撞时所遇到的碰撞类型. 

如果碰撞或相互作用是 弹性, 比如从楼梯上滑下来的弹簧狗玩具, 能量的总量将保持不变, 物体的能量会守恒.  

如果碰撞是非弹性的, 比如压平的玉米粉圆饼的面团落在煎锅上, 能量会变成 热能 它不是守恒的.  

机械能无处不在 

运动的能量 is 机械能,它可以在NBA买球生活中所做和经历的每件事中看到. 棒球运动员挥动球棒将球击过场地. 在搅拌机里搅拌, 把水果压碎并液化, 羽衣甘蓝, 把冰加到绿冰沙里. 它存在于自行车的刹车踏板中,因为它们利用摩擦力来阻止车轮转动.   

作为储存在物体中的能量, 它可以很快地从势能变成动能, 然后可能转化成一种完全不同的能量,因为守恒定律起作用了. 机械能并不像听起来那么专业. 这是日常生活的一部分.  

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