Energiaa tarvitaan kaikenlaisen työn tekemiseen. Systeemin mekaaninen kokonaisenergia on systeemin liike-energian ja potentiaalienergian summa. Alla on annettu 22 esimerkkiä mekaanisesta energiasta.
Energian säilymislaki
Energiaa ei voi luoda eikä tuhota. Sitä voidaan vain muuntaa muodosta toiseen. Energian kokonaismäärä maailmankaikkeudessa pysyy siis vakiona.
Tahdotko kirjoittaa meille? No, etsimme hyviä kirjoittajia, jotka haluavat levittää sanaa. Ota yhteyttä, niin jutellaan…
Tehdään töitä yhdessä!
Työn tekemiseen tarvitaan jonkinlaista energiaa. Tämä energia voi johtua systeemin tai esineen sijainnista, ja sitä kutsutaan potentiaalienergiaksi. Kineettinen energia taas on energiaa, joka järjestelmällä tai kappaleella on sen suhteellisen liikkeen vuoksi. Systeemin kokonaisenergia on sen potentiaali- ja liike-energian summa, jota kutsutaan systeemin mekaaniseksi energiaksi.
Auringon ympäri kiertävät planeetat, ytimen ympärillä pyörivät atomit, liikkuva jalkapallo tai vaikkapa uiva kala ovat esimerkkejä systeemeistä, joilla on mekaanista energiaa.
Mekaanista energiaa voidaan käyttää työn tekemiseen. Seuraavaksi tässä artikkelissa selitetään muutamia esimerkkejä siitä, miten mekaaninen energia voidaan muuntaa muiksi energiamuodoiksi sekä miten muut energiamuodot muunnetaan mekaaniseksi energiaksi työn tekemistä varten.
Mekaanisen energian esimerkkejä
Pöydälle asetettu pallo
Kun pallo asetetaan pöydälle, se on levossa. Sillä on potentiaalienergiaa, joka johtuu pallon korkeudesta maasta. Jos pallo nyt putoaa pöydältä, potentiaalienergia alkaa muuttua liike-energiaksi. Niiden summa pysyy kuitenkin vakiona, ja se on systeemin mekaaninen kokonaisenergia. Juuri ennen kuin pallo koskettaa alla olevaa lattiaa, systeemin kokonaispotentiaalienergia pienenee nollaan ja sillä on vain liike-energiaa.
Vesivoimalaitos
Vesivoimalaitos on esimerkki mekaanisen energian muuntumisesta sähköenergiaksi. Vesiputouksesta putoavan veden mekaanista energiaa käytetään vesiputouksen pohjalla olevien turbiinien pyörittämiseen. Näiden turbiinien pyörimisestä tuotetaan sähköä.
Höyrymoottori
Höyrymoottorit toimivat höyryllä, joka on lämpöenergiaa. Tämä lämpöenergia muutetaan mekaaniseksi energiaksi, jota käytetään vetureiden käyttämiseen. Se on esimerkki lämpöenergian muuntamisesta mekaaniseksi energiaksi.
Polttomoottori
Polttomoottorissa kemiallinen energia muunnetaan mekaaniseksi energiaksi. Tämä muuntaminen tapahtuu polttoaineen palamisen avulla. Mekaanista energiaa käytetään sitten ajoneuvon liikkeellelähtöön.
Tuulimyllyt
Tuulimyllyjä käytetään sähkön tuottamiseen. Tuulen liike-energia saa siivet pyörimään. Tuulimyllyt muuttavat tämän tuulen liike-energian sähköenergiaksi.
Tikkapyssy
Tahtoisitko kirjoittaa meille? No, etsimme hyviä kirjoittajia, jotka haluavat levittää sanaa. Ota yhteyttä niin jutellaan…
Tehdään töitä yhdessä!
Tikkapistooli voi varastoida mekaanista energiaa elastisen energian muodossa. Tikkapyssyssä on jousi, joka voi varastoida elastista energiaa, kun se on puristetussa asennossa. Kun jousi rentoutuu, tämä energia saa tikan liikkumaan. Näin jousen elastinen energia muuttuu liikkeessä olevan tikan liike-energiaksi.
Luoti iskee
Liikkuvalla luodilla on liike-energiaa. Osa tästä liike-energiasta muuttuu lämpöenergiaksi ja tästä syystä maalitaulut kuumenevat, kun luoti osuu niihin.
Biljardipeli
Biljardia pelattaessa mailan mekaaninen energia siirtyy biljardipalloon. Tämä saa biljardipallon liikkumaan ja kulkemaan jonkin matkaa ennen kuin se pysähtyy.
Sähkömoottori
Sähkömoottoria käytetään sähköenergian muuntamiseen käyttökelpoiseksi mekaaniseksi energiaksi. Tämä prosessi on täsmälleen päinvastainen kuin generaattorissa. Tällaista moottoria käytetään tuulettimessa.
Sähkömoottorit
Sähköenergiaa käytetään moottoreissa, joissa se muunnetaan mekaaniseksi energiaksi. Tämä mekaaninen energia on veturin tai liikkeessä olevan ajoneuvon liike-energiaa.
Joitakin muita esimerkkejä mekaanisen energian säilymisestä ovat:
■ Jousesta irti päästetty nuoli
■ Padosta irti päästetty vesi
■ Jousen vapauttaminen sen jälkeen, kun se on puristettu kokoon
■ Kuminauhan, joka oli ollut venytetty
■ Keilapallo, joka iskeytyy keilaratoihin
■ Heiluva heiluri
■ Liukuva tai rullaava esine, joka pysähtyy paikalleen
Esimerkkeinä, joissa mekaanista energiaa varastoidaan, se on varastoitunut potentiaalienergian muodossa. On myös tapauksia, joissa kappaleella on samanaikaisesti molempia energiamuotoja. Esimerkiksi maapalloa kiertävällä satelliitilla on potentiaalienergiaa sen sijainnin vuoksi maapallon pinnasta sekä kineettistä energiaa sen suhteellisen liikkeen vuoksi suhteessa planeettaan.
