Sari la conținut

Capitolul 3 · Lecția 3.1 din 2

Lucrul mecanic și energia mecanică

Lucrul mecanic, energia cinetică și potențială, conservarea energiei mecanice.

Capitolul 3: Mecanică: teoreme de variație și legi de conservareConținut verificat

Pe scurt pentru BAC · 5 idei

  • Lucrul mecanic al unei forțe constante pe direcția deplasării este L=F⋅dL = F \cdot d și se măsoară în jouli.
  • Energia cinetică este Ec=mv22E_c = \dfrac{m v^2}{2}, iar energia potențială gravitațională este Ep=mghE_p = m g h.
  • Teorema variației energiei cinetice spune că lucrul mecanic total efectuat asupra corpului este Ltotal=ΔEcL_{total} = \Delta E_c.
  • În absența frecărilor, energia mecanică totală E=Ec+EpE = E_c + E_p rămâne constantă.
  • La căderea liberă, din mgh=mv22m g h = \dfrac{m v^2}{2} obții viteza la sol v=2ghv = \sqrt{2 g h}, iar masa se simplifică.
Pe această pagină5 secțiuni

Lucrul mecanic

Lucrul mecanic al unei forțe constante care deplasează corpul pe distanța dd pe direcția forței:

L=F⋅d[L]=J (joule)L = F \cdot d \qquad [L] = \text{J (joule)}

Dacă forța face unghiul α\alpha cu deplasarea: L=Fdcos⁡αL = F d \cos\alpha.

Energia cinetică

Energia de mișcare:

Ec=mv22E_c = \dfrac{m v^2}{2}

Exemplu. Corp cu m=2  kgm = 2 \; \text{kg} și v=3  m/sv = 3 \; \text{m/s}: Ec=2⋅92=9  JE_c = \dfrac{2 \cdot 9}{2} = 9 \; \text{J}.

Teorema variației energiei cinetice: lucrul mecanic total efectuat asupra corpului este egal cu variația energiei lui cinetice: Ltotal=ΔEcL_{total} = \Delta E_c.

Energia potențială gravitațională

Ep=mghE_p = m g h

Exemplu. m=2  kgm = 2 \; \text{kg} la h=5  mh = 5 \; \text{m} (cu g=10  m/s2g = 10 \; \text{m/s}^2): Ep=2⋅10⋅5=100  JE_p = 2 \cdot 10 \cdot 5 = 100 \; \text{J}.

Conservarea energiei mecanice

În absența frecărilor, energia mecanică totală se conservă:

E=Ec+Ep=constantE = E_c + E_p = \text{constant}

Exemplu rezolvat. Un corp cade liber de la h=20  mh = 20 \; \text{m} (g=10  m/s2g = 10 \; \text{m/s}^2). Ce viteză are la sol?

Conservare: mgh=mv22⇒v=2gh=400=20  m/sm g h = \dfrac{m v^2}{2} \Rightarrow v = \sqrt{2 g h} = \sqrt{400} = 20 \; \text{m/s} (masa se simplifică).

Reține

Conservarea energiei mecanice se aplică DOAR fără frecare; cu frecare, diferența de energie este lucrul forței de frecare.

Greșeli frecvente

  1. În EcE_c, viteza e la PĂTRAT: dublarea vitezei face energia de 4 ori mai mare.
  2. Unghiul din L=Fdcos⁡αL = F d \cos\alpha e dintre forță și DEPLASARE; la forță perpendiculară pe deplasare, lucrul e zero.
  3. Energia potențială depinde de nivelul de referință ales: precizează-l.

Instrumente pentru lecția asta

Simulator: căderea liberă

Lasă un corp să cadă și urmărește viteza și distanța în timp real, cu sau fără viteză inițială.

Se încarcă instrumentul…

Bifează când ai terminat, ca s-o vezi citită pe toate dispozitivele.

Testează-te pe capitolul 3

Lecția în clipuri

Clipuri scurte, cu voce și subtitrări.

Folosim cookie-uri esențiale, fără de care site-ul nu merge, și cookie-uri de analiză anonimizate, ca să vedem ce pagini ajută. Detalii în politica de confidențialitate