Fizică • Mecanică • Lucrul mecanic, puterea și energia

Energia mecanică: energia cinetică, energia potențială și conservarea

Energia cinetică Ec = mv²/2, energia potențială gravitațională Ep = mgh, energia mecanică totală, transformarea dintr-o formă în alta și legea conservării energiei.

Clasele VII-VIII Exerciții

Pe scurt

  • Energia cinetică o are orice corp în mișcare: Ec = m · v22.
  • Energia potențială gravitațională o are un corp ridicat: Ep = m · g · h.
  • Fără frecări, energia mecanică totală se conservă: Ec + Ep = constant.

Ce este energia

Energia este capacitatea unui corp de a efectua lucru mecanic. Se măsoară, ca și lucrul mecanic, în jouli.

Energia cinetică

Ec = m · v22

Un corp de 2 kg care se mișcă cu 3 m/s: Ec = 2 · 9 : 2 = 9 J. Dacă viteza se dublează, energia cinetică crește de 4 ori (de aceea vitezele mari sunt periculoase în trafic).

Energia potențială gravitațională

Ep = m · g · h

Un corp de 2 kg ridicat la 5 m (g = 10 N/kg): Ep = 2 · 10 · 5 = 100 J. Un resort întins are și el energie potențială (elastică).

Conservarea energiei mecanice

Când un corp cade liber, energia potențială se transformă în energie cinetică. În absența frecărilor, suma lor rămâne aceeași.

Exemplu

Corpul de 2 kg cade de la 5 m. Jos, toată energia (100 J) a devenit cinetică: 2 · v22 = 100, deci v2 = 100 și v = 10 m/s.

În realitate, o parte din energie se transformă în căldură, din cauza frecărilor: energia nu dispare, ci trece în altă formă.

Exerciții

0 din 6 rezolvate

Alege răspunsul corect. După fiecare răspuns vezi explicația.

1. Care este energia cinetică a unui corp de 4 kg cu viteza de 5 m/s?
Explicație: Ec = 4 · 25 : 2 = 50 J.
2. Care este energia potențială a unui corp de 3 kg la 10 m (g = 10 N/kg)?
Explicație: Ep = 3 · 10 · 10 = 300 J.
3. Dacă viteza unui corp se dublează, energia lui cinetică:
Explicație: Ec depinde de pătratul vitezei.
4. Un corp cade liber. Ce se întâmplă cu energia potențială?
Explicație: Pe măsură ce coboară, Ep scade și Ec crește.
5. Un corp cade de la 20 m (fără frecări, g = 10 N/kg). Cu ce viteză ajunge jos?
Explicație: v² = 2 · g · h = 400, v = 20 m/s.
6. În ce unitate se măsoară energia?
Explicație: Energia se măsoară în jouli.