Energie mecanică

Energia mecanică (notată W sau E) reprezintă energia unui corp capabil să efectueze un lucru mecanic datorită unor factori mecanici ca:

• viteză (energie cinetică);
• schimbarea poziţiei într-un câmp de forțe (energie potențială)
• deformaţii (idem).

Energia cinetică (notată $W_c, \; T \!$) a unui corp este egală cu lucrul mecanic necesar pentru a-l scoate din repaus şi a-l aduce în starea de mişcare. De exemplu, dacă corpul de masă m aflat sub acţiunea unei forțe $\vec F \!$ capătă viteza $\vec v\!$ într-un timp t, în absenţa frecărilor, lucrul mecanic consumat este:

$L = \int_0^t \vec F \cdot d \vec r = \int_0^t m \frac {d \vec v}{dt} \frac {d \vec r}{dt} dt = \int_0^t mv \; dv = \frac{mv^2}{2} = W_c. \!$

În cazul vitezelor mari, energia cinetică este dată de teoria relativității restrânse:

$W_c = mc^2 - m_0c^2, \!$

reprezentând diferenţa dintre energia de mişcare a corpului ($mc^2 \!$) şi energia sa de repaus ($m_0c^2 \!$), unde:

$m = \frac {m_0}{\sqrt {1- \frac {v^2}{c^2}}}, \!$

c fiind viteza luminii.

Într-un câmp gravitațional, variaţia energiei potențiale ($W_p \!$) a unui corp de masă m este egală cu lucrul mecanic efectuat de forţa $\vec F \!$ la deplasarea lui pe direcţie verticală:

$W-h - W_0 = \Delta W_p = \int_A^B \vec f \cdot d \vec l = mgh, \!$

dacă calculul se face pe o distanţă h relativ mică, când accelerația gravitațională g se poate considera constantă. În general, se consideră energia potenţială la suprafaţa Pământului nulă:

$W_0 =0. \!$

Resurse

• VladZhr.go.ro