em =ep + ek
Où:
* em est la énergie mécanique totale d'un système.
* ep est la énergie potentielle du système.
* ek est la énergie cinétique du système.
Voici comment calculer l'énergie mécanique en utilisant cette équation:
1. Identifier le système:
- Définissez le système que vous analysez. Par exemple, une balle lancée dans les airs, des montagnes russes ou un pendule.
2. Déterminez l'énergie potentielle (EP):
- Cela dépend du type d'énergie potentielle impliquée:
* Énergie potentielle gravitationnelle: Ep =mgh (où m =masse, g =accélération due à la gravité, h =hauteur)
* Énergie potentielle élastique: Ep =(1/2) kx² (où k =constante de ressort, x =déplacement de l'équilibre)
* Autres énergies potentielles: Il existe d'autres types d'énergie potentielle, comme l'énergie potentielle électrique, mais celles-ci sont généralement plus complexes.
3. Déterminez l'énergie cinétique (EK):
- L'énergie cinétique est l'énergie du mouvement:ek =(1/2) mv² (où m =masse, v =vitesse)
4. Ajouter les énergies potentielles et cinétiques:
- Une fois que vous avez calculé EP et EK, ajoutez-les simplement ensemble pour obtenir l'énergie mécanique totale (EM):EM =EP + EK
Exemple:
Disons que vous avez une balle de 0,5 kg jetée directement dans les airs à une vitesse de 10 m / s. Nous voulons calculer l'énergie mécanique de la balle lorsqu'elle est à 5 mètres au-dessus du sol.
* EP: EP =MGH =(0,5 kg) (9,8 m / s²) (5 m) =24,5 J (Joules)
* ek: Ek =(1/2) mv² =(1/2) (0,5 kg) (10 m / s) ² =25 J
* em: EM =EP + EK =24,5 J + 25 J =49,5 J
Points clés:
* Conservation de l'énergie mécanique: Dans un système fermé (pas de forces externes), l'énergie mécanique totale reste constante. Cela signifie que lorsque la balle monte, son énergie cinétique diminue (elle ralentit), mais son énergie potentielle augmente. Cependant, l'énergie mécanique totale reste la même.
* Unités: L'énergie est mesurée en Joules (J).
* Hypothèses: Cette équation suppose qu'aucune énergie n'est perdue en raison de la friction ou d'autres forces non conservatrices.
Faites-moi savoir si vous avez d'autres questions ou si vous souhaitez un autre exemple!
