กฎการอนุรักษ์พลังงานระบุว่าพลังงานไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้ แต่สามารถเปลี่ยนจากพลังงานรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่งได้
กิจกรรมที่เราทำทุกวันเป็นการเปลี่ยนแปลงพลังงานจากรูปแบบหนึ่งไปสู่อีกรูปแบบหนึ่ง
ตามความหมายของพจนานุกรมเคมบริดจ์พลังงานคืออำนาจในการทำงานที่ก่อให้เกิดแสงความร้อนหรือการเคลื่อนไหวหรือเชื้อเพลิงหรือไฟฟ้าที่ใช้เป็นพลังงาน
ตัวอย่างเช่นเมื่อเรากินอาหารเราจะเปลี่ยนพลังงานเคมีจากอาหารเป็นพลังงานที่เราใช้ในการเคลื่อนที่ อย่างไรก็ตามพลังงานนี้จะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเราอยู่นิ่ง พลังงานจะยังคงมีอยู่ ต่อไปนี้เป็นเสียงของกฎการอนุรักษ์พลังงาน
การทำความเข้าใจกฎการอนุรักษ์พลังงาน
“ ปริมาณพลังงานในระบบปิดไม่เปลี่ยนแปลงก็จะคงเดิม พลังงานนี้ไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้ แต่สามารถเปลี่ยนจากพลังงานรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่งได้ "
ผู้ก่อตั้ง Law of Conservation of Energy คือ James Prescott Joule นักวิทยาศาสตร์จากอังกฤษซึ่งเกิดเมื่อวันที่ 24 ธันวาคม พ.ศ. 2361
กฎการอนุรักษ์พลังงานกล คือผลรวมของพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ พลังงานศักย์คือพลังงานที่มีอยู่ในวัตถุเนื่องจากวัตถุนั้นตั้งอยู่ในสนามพลัง ในขณะเดียวกันพลังงานจลน์คือพลังงานที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีมวล / น้ำหนัก
ต่อไปนี้เป็นการเขียนสูตรสำหรับพลังงานทั้งสอง
ข้อมูล
E K = พลังงานจลน์ (จูล)
E P = พลังงานศักย์ (จูล)
m = มวล (Kg)
v = ความเร็ว (m / s)
g = แรงโน้มถ่วง (m / s2)
h = ความสูงของวัตถุ (ม.)
หน่วยทั้งหมดสำหรับปริมาณพลังงานคือจูล (SI) นอกจากนี้ในพลังงานศักย์การทำงานของแรงนี้จะเท่ากับการเปลี่ยนแปลงเชิงลบของพลังงานศักย์ของระบบ
ในทางกลับกันสำหรับระบบที่เปลี่ยนความเร็วงานทั้งหมดที่ทำกับระบบนี้จะเท่ากับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานจลน์ เนื่องจากกำลังทำงานเป็นเพียงพลังอนุรักษ์นิยมความพยายามทั้งหมดในระบบจะเท่ากับการเปลี่ยนแปลงเชิงลบของพลังงานศักย์
หากเรารวมแนวคิดทั้งสองนี้เข้าด้วยกันสถานะจะปรากฏขึ้นซึ่งการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดของพลังงานจลน์และการเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์มีค่าเท่ากับศูนย์
จากสมการที่สองจะเห็นได้ว่าผลรวมของพลังงานจลน์เริ่มต้นและพลังงานศักย์จะเหมือนกับผลรวมของพลังงานจลน์สุดท้ายและพลังงานศักย์
อ่านเพิ่มเติม: องค์ประกอบของงานวิจิตรศิลป์ (เต็ม): พื้นฐานรูปภาพและคำอธิบายผลรวมของพลังงานนี้เรียกว่าพลังงานกล ค่าของพลังงานกลนี้จะคงที่เสมอโดยมีเงื่อนไขว่าแรงที่กระทำต่อระบบจะต้องเป็นแรงอนุรักษ์นิยม
สูตรสำหรับกฎการอนุรักษ์พลังงาน
พลังงานทั้งหมดในระบบ (เช่นพลังงานกล) จะต้องเท่ากันเสมอดังนั้นพลังงานกลก่อนและหลังจึงมีขนาดเท่ากัน ในกรณีนี้สามารถแสดงเป็นไฟล์
ตัวอย่างกฎหมายว่าด้วยการอนุรักษ์พลังงาน
1. ผลไม้บนต้นไม้ล้ม
เมื่อผลไม้อยู่บนโพฮอมจะหยุดนิ่ง ผลไม้นี้จะมีพลังงานศักย์เนื่องจากสูงจากพื้นดิน
ตอนนี้ถ้าผลไม้ตกลงมาจากต้นไม้พลังงานศักย์จะเริ่มเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ ปริมาณพลังงานจะคงที่และจะเป็นพลังงานกลทั้งหมดของระบบ
ก่อนที่ผลไม้จะกระทบพื้นพลังงานศักย์ทั้งหมดของระบบจะลดลงเหลือศูนย์และจะมีพลังงานจลน์เท่านั้น
2. โรงไฟฟ้าพลังน้ำ
พลังงานกลจากน้ำที่ตกลงมาจากน้ำตกถูกใช้เพื่อหมุนกังหันที่ด้านล่างของน้ำตก การหมุนกังหันนี้ใช้เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า
3. เครื่องจักรไอน้ำ
เครื่องจักรไอน้ำทำงานด้วยไอน้ำซึ่งเป็นพลังงานความร้อน พลังงานความร้อนนี้จะถูกแปลงเป็นพลังงานกลซึ่งใช้ในการขับเคลื่อนรถจักร นี่คือตัวอย่างของการแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกล
4. กังหันลม
พลังงานจลน์ของลมทำให้ใบพัดหมุน กังหันลมเปลี่ยนพลังงานจลน์ของลมเป็นพลังงานไฟฟ้า
5. ปืนลูกดอกของเล่น
ปืนลูกดอกมีสปริงที่สามารถกักเก็บพลังงานยืดหยุ่นได้เมื่ออยู่ในตำแหน่งบีบอัด
พลังงานนี้จะถูกปล่อยออกมาเมื่อสปริงยืดออกทำให้ลูกศรเคลื่อนที่ ดังนั้นการแปลงพลังงานยืดหยุ่นของสปริงเป็นพลังงานจลน์ของลูกศรเคลื่อนที่
6. เกมลูกหิน
เมื่อเล่นกับหินอ่อนพลังงานกลจากนิ้วจะถูกถ่ายโอนไปยังหินอ่อน สิ่งนี้ทำให้หินอ่อนเคลื่อนที่และเคลื่อนที่ไปได้ระยะหนึ่งก่อนที่จะหยุด
อ่านเพิ่มเติม: ตัวนำคือ - คำอธิบายภาพวาดและตัวอย่างตัวอย่างปัญหากฎหมายอนุรักษ์พลังงาน
1. หยูยุนทำกุญแจรถหล่นจากความสูง 2 เมตรเพื่อให้กุญแจเคลื่อนที่ตกลงไปใต้บ้านอย่างอิสระ ถ้าความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ณ สถานที่นั้นเท่ากับ 10 m / s2 ดังนั้นความเร็วหลักหลังจากเคลื่อนที่ 0.5 เมตรจากตำแหน่งเริ่มต้นคือ
คำอธิบาย
ชั่วโมง1 = 2 ม., v 1 = 0, ก. = 10 ม. / วินาที 2, ชม. = 0.5 ม., ชม. 2 = 2 - 0.5 = 1.5 ม.
v 2 =?
ตามกฎการอนุรักษ์พลังงานกล
Em 1 = Em 2
Ep 1 + เอก1 = Ep 2 + เอก2
mgh 1 + ½ mv 1 2 = mgh 2 + ½m.v 2 2
ม. 10 (2) + 0 = ม. 10 (1,5) + ½m.v 2 2
20 ม. = 15 ม. + ½m.v 2 2
20 = 15 + ½ v 2 2
20 - 15 = ½ v 2 2
5 = ½ v 2 2
10 = v 2 2
v 2 = √10เมตร / วินาที
2. บล็อกเลื่อนจากด้านบนของระนาบลาดเอียงเพื่อมาถึงฐานของระนาบเอียง หากด้านบนของระนาบเอียงอยู่ที่ความสูง 32 เมตรเหนือพื้นผิวพื้นความเร็วของบล็อกเมื่อมาถึงด้านล่างของระนาบคือ
คำอธิบาย
ชั่วโมง1 = 32 ม., v 1 = 0, ชม2 = 0, g = 10 ม. / วินาที 2
v 2 =?
ตามกฎหมายว่าด้วยการอนุรักษ์พลังงานกล
Em 1 = Em 2
Ep 1 + เอก1 = Ep 2 + เอก2
mgh 1 + ½ mv 1 2 = mgh 2 + ½m.v 2 2
ม. 10 (32) + 0 = 0 + ½m.v 2 2
320 ม. = ½m.v 2 2
320 = ½ v 2 2
640 = v 2 2
v 2 = √640ม. / วินาที = 8 √10ม. / วินาที
3. หินที่มีมวล 1 Kg ถูกโยนขึ้นไปในแนวตั้ง เมื่อความสูง 10 เมตรจากพื้นดินจะมีความเร็ว 2 เมตร / วินาที พลังงานกลของมะม่วงในขณะนั้นคืออะไร? ถ้า g = 10 m / s2
คำอธิบาย
m = 1 กก., h = 10 ม., v = 2 ม. / วินาที, ก. = 10 ม. / วินาที 2
ตามกฎหมายว่าด้วยการอนุรักษ์พลังงานกล
E M = E P + E K
E M = mgh + ½ m v2
E M = 1. 10. 10 + ½. 1. 22
E M = 100 + 2
E M = 102 จูล
นั่นคือรายละเอียดของกฎการอนุรักษ์พลังงานและปัญหาและการนำไปใช้ในชีวิตประจำวัน หวังว่าจะมีประโยชน์