Mechanická energie je skalární fyzikální veličina, která vyjadřuje míru schopnosti tělesa konat mechanickou práci, tzn. působit silou na jiné těleso a posouvat jej po určité dráze.
Mechanická energie je jeden z mnoha druhů energie.
Mechanickou energii mají: tělesa, která se vzájemně pohybují – kinetická energie (pohybová energie), tělesa, která jsou v silových polích jiných těles – potenciální energie. Především hovoříme o tíhové potenciální energii, kterou má každé těleso v silovém poli Země, pružná tělesa, která jsou stlačená nebo natažená – potenciální energie pružnosti (potenciální energie pružnosti).
Značení Značka veličiny: E (angl. energy) Jednotka: joule, značka jednotky: J Další jednotky: kilojoule kJ, megajoule MJ, gigajoule GJ
Výpočet náhled|Nákres pohybu koule na U-dráze. Koule je umístěna do nejvyšší polohy, výšky h, kde má maximální potenciální tíhovou energie Ep a nulovou kinetickou energii Ek. Tečkovaná šipka znázorňuje trajektorii pohybu koule po U-dráze. V nejnižším bodě koule dosahuje nejvyšší kinetické energie Ek a nulové potenciální tíhové energie Ep. V nákresu není uvažován odpor prostředí. Celková mechanická energie je definována jako součet kinetické a potenciální energie tělesa, tzn. .
Zákon zachování mechanické energie Přeměna mechanické energie mezi tělesy v izolované mechanické soustavě se děje konáním mechanické práce jednoho tělesa působícího na druhé a platí pro ni zákon zachování mechanické energie, který je zvláštním případem obecného zákona zachování energie. Tento zákon lze formulovat následujícím způsobem .
Odvození Pro úplný diferenciál potenciální nestacionární potenciální energie lze psát . Element práce vyjádříme jako , odkud pak dostáváme vztah pro okamžitý výkon ve tvaru . Dále předpokládejme, že na hmotný bod působí nestacionární potenciálová síla, disipativní síla a gyroskopická síla. Celkovou sílu lze psát ve tvaru . Pro okamžitý výkon výslednice uvažovaných sil můžeme psát (připomeňme, že gyroskopické síly jsou kolmé na vektor pohybu) . Ze vztahu kinetické energie a okamžitého výkonu víme, že platí rovnost , s jejíž pomocí předchozí vztah upravíme následujícím způsobem . Protože jsou disipativní síly záporné , tak se podílejí na úbytku celkové mechanické energie, přičemž z toho vyplývá za předpokladu stacionárních potenciálových sil, že změna celkové energie je spojena pouze s jejím úbytkem. . Pokud ke všemu nebudou na hmotný bod působit žádné disipativní síly (např. odpor prostředí), pak dostáváme zákon zachování mechanické energie v izolované soustavě ve tvaru .
Odkazy Související články Mechanika Kinetická energie Potenciální energie
Kategorie:Dynamika Kategorie:Druhy energie Mechanická energie