どんな仕事でもエネルギーは必要です。 ある系の総機械的エネルギーは、その系の運動エネルギーと位置エネルギーの和になります。 以下に、機械的エネルギーの22の例を示します。

エネルギー保存則

エネルギーは作ることも壊すこともできない。 ある形態から別の形態に変換されるだけである。 したがって、宇宙におけるエネルギーの総量は一定です。

仕事をするためには、何らかのエネルギーや他の形態が必要です。 このエネルギーはシステム、または物体の位置によるもので、位置エネルギーと呼ばれます。 一方、運動エネルギーは、システムまたは物体がその相対的な運動によって持つエネルギーである。

太陽の周りを回る惑星、原子核の周りを回る原子、動いているサッカーボール、あるいは泳いでいる魚などは、力学的エネルギーを持つシステムの例である。 この記事では、機械的エネルギーがどのように他のエネルギーに変換されるか、また他のエネルギーがどのように機械的エネルギーに変換されて仕事をするのか、いくつかの例について説明します。

機械的エネルギーの例

テーブルに置かれたボール

ボールがテーブルに置かれると、それは静止状態になっています。 ボールの地面からの高さにより位置エネルギーを持つことになる。 ここでボールがテーブルから落ちると、位置エネルギーが運動エネルギーに変換され始める。 しかし、それらの合計は一定で、システムの総機械的エネルギーとなります。

水力発電所

水力発電所は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する例である。 滝から流れ落ちる水の機械的エネルギーは、滝の底に存在するタービンを回転させるために使用される。 このタービンの回転を利用して発電を行います。

蒸気エンジン

蒸気エンジンは熱エネルギーである蒸気で動きます。 この熱エネルギーを機械エネルギーに変換し、機関車を走らせる。

内燃機関

内燃機関では、化学エネルギーが機械エネルギーに変換される。 この変換は、燃料の燃焼によって達成される。

風車

風車は発電に利用されます。 風の運動エネルギーで羽根を回転させます。 風車はこの風の運動エネルギーを電気エネルギーに変換します。

ダーツ銃

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ダーツガンは、機械エネルギーを弾性エネルギーの形で蓄えることができます。 ダーツガンは、圧縮された状態のときに弾性エネルギーを蓄えることができるバネを持っています。 このエネルギーは、スプリングが弛むと、ダーツが動くようになる。

弾丸の衝突

移動する弾丸は運動エネルギーを持っています。 この運動エネルギーの一部が熱エネルギーに変換され、これが弾丸が当たると標的が熱くなる理由です。

プールゲーム

プールゲームをすると、スティックの機械エネルギーがプールボールに伝達されることになります。

電気モーター

電気モーターは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換するために使用されます。 このプロセスは、発電機とは正反対です。

電気エンジン

電気エネルギーはエンジンの中で機械エネルギーに変換されて使用されます。 この機械的エネルギーは、運動中の機関車や車両の運動エネルギーという形で使われます。

機械的エネルギーの保存の他の例として、次のようなものがあります。

■弓から放たれた矢

■ダムから放たれた水

■ばねを圧縮して放す

■ゴムバンドを放し、それを圧縮して放出する 伸びたボール

■ ボウリングのピンに当たったボール

■ 揺れる振り子

■ 滑ったり転がった物体が止まる

機械エネルギーが貯まる例でいうと。 位置エネルギーの形で蓄積されます。 また、物体が両方のタイプのエネルギーを同時に持っている場合もある。 例えば、地球の周りを回っている人工衛星は、地球表面からの位置によって位置エネルギーを持ち、また地球に対する相対運動によって運動エネルギーを持つことになる。