Mechanische Energie ist definiert als die Fähigkeit, mechanische Arbeit zu erzeugen, die ein Körper aufgrund von Ursachen mechanischen Ursprungs wie seiner Position oder seiner Geschwindigkeit besitzt.
Es gibt zwei Arten von mechanischer Energie:
Kinetische Energie.
Potenzielle Energie.
Die mechanische Energie eines Körpers ist die Summe seiner kinetischen Energie und seiner potentiellen Energie.
Das Prinzip der Energieerhaltung bezieht sich auf beide Energien. Nach diesem Prinzip bleibt die Summe der kinetischen Energie und der potentiellen Energie eines Körpers konstant: Die Energiemenge bleibt konstant.
Kinetische Energie
Kinetische Energie ist eine Energieform, bei der ein Körper aufgrund der Trägheit der Masse in Bewegung ist.
Die kinetische Energie ist direkt proportional zur Masse des Körpers und zum Quadrat seiner Geschwindigkeit. Außerdem entspricht die kinetische Energie eines sich bewegenden Körpers der Arbeit, die erforderlich ist, um den Körper aus der Ruhe in den Zustand zu bringen, in dem er sich befindet.
Es werden zwei Arten unterschieden:
Translationale kinetische Energie, bei der sich das Objekt von einem Punkt zum anderen bewegt
Kinetische Rotationsenergie, bei der sich das Objekt auf sich selbst dreht.
Potenzielle Energie
Potenzielle Energie ist die Arbeit, die ein Objekt aufgrund des Zustands des Objekts leisten kann. Dieser Zustand kann der Ort in einem Kraftfeld (z. B. die Schwerkraft) oder die interne Konfiguration des Objekts sein.
Die Größe der potentiellen Energie ist nicht von selbst definiert. Es wurde nur der Größenunterschied ermittelt.
Es gibt verschiedene Arten:
Elastische potentielle Energie, die von der darin gespeicherten Energie abhängt (z. B. eine Feder).
Gravitationspotentialenergie, die von der Schwerkraft und damit von der Höhe abhängt.
Elektrische potentielle Energie.
Chemische potentielle Energie, wenn sie von ihrer chemischen Zusammensetzung abhängt.
Beispiele für mechanische Energie
Im Alltag gibt es viele Beispiele:
Ein fallender Ball. Wenn wir einen Ball mit der Hand halten, hat er potentielle Energie und keine kinetische Energie. Wenn wir es loslassen, wird es schneller und verliert an Höhe. Was gleich ist, erhöht die kinetische Energie und verringert die potentielle Energie.
Bei einem Elektromotor wird der elektrische Strom in kinetische Energie umgewandelt.
Ein Generator wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um. Dies ist der gleiche Fall wie beim Elektromotor, jedoch in entgegengesetzter Richtung.
Ein Wasserkraftwerk (Wasserkraft) nutzt die potentielle Energie des Wassers oben. Wenn das Wasser fällt, wird die potentielle Energie kinetisch.
Ein Verbrennungsmotor ist eine Wärmekraftmaschine, die durch Verbrennung von Kraftstoff mechanische Energie aus chemischer Energie gewinnt.
Bei der Windenergie nutzen die Mühlen die kinetische Energie der Luftmoleküle, um sich zu drehen.
