यांत्रिक ऊर्जा का संरक्षण

Conservation of mechanical energy

यांत्रिक ऊर्जा का संरक्षण भौतिकी में एक मूलभूत सिद्धांत है जो बताता है कि किसी प्रणाली की कुल यांत्रिक ऊर्जा स्थिर रहती है यदि कोई बाहरी बल उस पर कार्य नहीं कर रहा है। दूसरे शब्दों में, एक प्रणाली के भीतर गतिज ऊर्जा और संभावित ऊर्जा का योग तब तक स्थिर रहता है जब तक बाहरी शक्तियों द्वारा कोई शुद्ध कार्य नहीं किया जाता है।

एक प्रणाली की यांत्रिक ऊर्जा इसकी गतिज ऊर्जा (केई) और संभावित ऊर्जा (पीई) का योग है:

यांत्रिक ऊर्जा (ME) = गतिज ऊर्जा (KE) स्थितिज ऊर्जा (PE)

   काइनेटिक एनर्जी (KE): यह किसी वस्तु की गति से जुड़ी ऊर्जा है। किसी वस्तु की गतिज ऊर्जा समीकरण के अनुसार उसके द्रव्यमान (m) और उसके वेग (v) पर निर्भर करती है:

   केई = (1/2) * एम * वी ^ 2

   कहाँ:

       KE जूल (J) में गतिज ऊर्जा है,

       मीटर किलोग्राम (किग्रा) में वस्तु का द्रव्यमान है,

       v मीटर प्रति सेकंड (m/s) में वस्तु का वेग है।

   संभावित ऊर्जा (पीई): यह एक बल क्षेत्र के भीतर किसी वस्तु की स्थिति या स्थिति से जुड़ी ऊर्जा है। विभिन्न प्रकार की संभावित ऊर्जा हैं:

       गुरुत्वाकर्षण क्षमता ऊर्जा: यह गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में किसी वस्तु की ऊंचाई से जुड़ी संभावित ऊर्जा है। यह समीकरण द्वारा दिया गया है:

       पीई_गुरुत्वाकर्षण = एम * जी * एच

       कहाँ:

           PE_गुरुत्वाकर्षण जूल (J) में गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा है,

           मीटर किलोग्राम (किग्रा) में वस्तु का द्रव्यमान है,

           g गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण मीटर प्रति सेकंड वर्ग में है (m/s^2),

           एच मीटर (एम) में एक संदर्भ बिंदु के ऊपर वस्तु की ऊंचाई है।

       लोचदार संभावित ऊर्जा: यह संभावित ऊर्जा है जो एक फैली हुई या संकुचित लोचदार वस्तु, जैसे वसंत में संग्रहीत होती है। यह समीकरण द्वारा दिया गया है:

       पीई_लोचदार = (1/2) * के * एक्स ^ 2

       कहाँ:

           PE_लोचदार स्थितिज ऊर्जा जूल (J) में है,

           k न्यूटन प्रति मीटर (N/m) में स्प्रिंग नियतांक है,

           x का विस्थापन है