Տեսություն

Լրիվ մեխանիկական էներգիա
Մարմինը միաժամանակ կարող է ունենալ և՛ կինետիկ, և՛ պոտենցիալ էներգիա։

\(h\) բարձրության վրա արագությամբ շարժվող մարմնի լրիվ մեխանիկական էներգիան՝
 
Eլր=mv22+mgh
 Մեխանիկական էներգիայի փոխակերպումը մի տեսակից մյուսին
Գնդիկին \(A\) կետում  v0 արագություն հաղորդելով` մենք նրան Eկ=mv22 կինետիկ էներգիա ենք հաղորդում (տե՛ս նկար)։ Եթե զրոյական մակարդակ ընդունենք \(A\) մակարդակը, ապա գնդիկի պոտենցիալ էներգիան սկզբում զրո կլինի: Վերև բարձրանալիս գնդիկի արագությունն աստիճանաբար նվազում է, իսկ զրոյական մակարդակից ունեցած բարձրությունը՝ աճում: Դա նշանակում է, որ նրա կինետիկ էներգիան աստիճանաբար փոխակերպվում է պոտենցիալ էներգիայի: Հետագծի ամենաբարձր` \(C\) կետում գնդակի կինետիկ էներգիան դառնում է զրո, իսկ պոտենցիալ էներգիան հասնում է իր առավելագույն արժեքին՝
 
Eպ=mgHառ. 
 
Untitled12.png

Դրանից հետո գնդիկը սկսում է ցած ընկնել՝ աստիճանաբար մեծացնելով արագությունը: Վայրէջքի ընթացքում տեղի է ունենում հակառակ պրոցեսը՝ գնդիկի պոտենցիալ էներգիան փոխակերպվում է կինետիկ էներգիայի:
 
Ուշադրություն
Այսպիսով, շարժման ընթացքում անընդհատ տեղի է ունենում կինետիկ էներգիայի փոխակերպում պոտենցիալ էներգիայի և հակառակը: Ընդ որում, երբ մի տեսակի էներգիան նվազում է, մյուս տեսակի էներգիան աճում է:
Լրիվ մեխանիկական էներգիայի վարքը ազատ անկման դեպքում
Իսկ ի՞նչ է տեղի ունենում գնդիկի լրիվ մեխանիկական էներգիայի հետ:
Հաշվենք մարմնի լրիվ մեխանիկական էներգիան վերելքի կամայական \(B\) կետում: Այդ կետի \(հ\) բարձրությունը մարմնի անցած ճանապարհն է՝  h=v0+v2t, որտեղ \(t\)-ն  \(AB\)  տեղամասն անցնելու ժամանակն է:
 
Մարմնի արագությունը՝ v=v0gt, այսինքն՝ t=vv0g 
 
Տեղադրելով  \(t\)-ի արտահայտությունը  \(h\)-ի հավասարման մեջ, կստանանք՝
 
h=v0+v2v0vg=(v0+v)(v0v)2g=v02v22g; այսինքնh=v02v22g
 
Այսինքն՝ լրիվ մեխանիկական էներգիան \(B\) կետում  կլինի.
 
EB=mv22+mgv02v22g=mv22+mv022mv22=mv022=EA

Այստեղ EB–ն գնդիկի լրիվ մեխանիկական էներգիան է \(B\) կետում, իսկ EA- ն՝ \(A\) կետում (շարժման սկզբում): Հաշվի առնելով, որ \(B\) կետն ընտրված էր կամայականորեն,  ուրեմն, չնայած շարժման ընթացքում մարմնի կինետիկ և պոտենցիալ էներգիաները փոփոխվում են, սակայն դրանց գումարը մնում է հաստատուն, այսինքն՝ լրիվ մեխանիկական էներգիան պահպանվում է:
  
Լրիվ մեխանիկական էներգիայի պահպանման օրենքը
 
 Untitled14.png
 
Լրիվ մեխանիկական էներգիան հորիզոնի նկատմամբ անկյան տակ նետած մարմնի  շարժման դեպքում էլ է պահպանվում: Եթե անկյան տակ նետած մարմնի արագությունը h1 բարձրության վրա v1 է, իսկ h2 բարձրության վրա՝ v2, ապա
 
m1v122+mgh1=m2v222+mgh2
 
Ուշադրություն
Բայց մարմնի լրիվ մեխանիկական էներգիան պահպանվում է ոչ միայն ազատ անկման դեպքում: Փորձը ցույց է տալիս, որ այն պահպանվում է բոլոր այն դեպքերում, երբ շարժումը տեղի է ունենում օդի դիմադրության և շփման ուժերի բացակայության պայմաններում: Այդպիսի շարժումների օրինակներն են նաև թելից կախված գնդիկի և թեք հարթությամբ սահող մարմնի  շարժումները, եթե  դիմադրության և շփման ուժերը կարելի է անտեսել (տե՛ս նկար):
Untitled15.png
 
Ընդհանրացնելով մեր քննարկած, ինչպես նաև բազմաթիվ այլ փորձերի արդյունքները՝ կարող ենք ձևակերպել մեխանիկական էներգիայի պահպանման օրենքը.
Դիմադրության և շփման ուժերի բացակայության պայմաններում մարմնի լրիվ մեխանիկական էներգիան պահպանվում է:
 
Ուշադրություն
Դիմադրության և շփման ուժերի առկայության դեպքում մարմնի լրիվ մեխանիկական էներգիան չի պահպանվում: Այդ ուժերի ազդեցության հետևանքով մարմինն աստիճանաբար կորցնում է իր մեխանիկական էներգիան: Իհարկե, դա չի նշանակում, որ էներգիան ընդհանրապես կորչում է: Պարզապես մեխանիկական էներգիան փոխակերպվում է էներգիայի այլ տեսակների, որոնց մենք կծանոթանանք հետագայում:
Շարժվող ջրի և քամու էներգիայի օգտագործումը
Ջուրը կարող է օժտված լինել ինչպես կինետիկ, այնպես էլ պոտենցիալ էներգիայով։ Ամբարտակի միջոցով գետի ջրի մակարդակը բարձրացնելով` մեծացնում ենք ջրի պոտենցիալ էներգիան։
 
Untitled88.png
 
Շարժվող ջրի կինետիկ էներգիան օգտագործում են ջրային տուրբինի պտուտակները շարժման մեջ դնելու համար։
Կինետիկ էներգիայով օժտված է նաև շարժվող օդը` քամին։ Նրա էներգիան օգտագործվում է հողմաշարժիչներում։ Հայաստանում \(2.6\) ՄՎտ հզորությամբ առաջին հողմաէլեկտրակայանը (տե՛ս նկար) գործարկվել է Պուշկինի լեռնանցքի տարածքում (Վանաձորի և Ստեփանավանի միջև) \(2005\) թ:
 
Untitled44.png
 
Երկրորդ՝ Շիրակի հողմաէլեկտրակայանի (տե՛ս նկար) հզորությունը \(90\) ՄՎտ է: 
Միջին դարերում լայնորեն տարածված էին հողմաղացները։
Քամու ժամանակակից շարժիչներում հաջողվում է կարգավորել նույնիսկ հողմապտուտակի պտույտների հաճախությունը։ Երբ քամին ուժեղանում է, հողմաթևերը շրջվում են` եզրերը դարձնելով դեպի քամին, երբ քամին թուլանում է, շրջվում են` ճակատը դարձնելով դեպի քամին։
 
Քամու էներգիա արտադրող կայանները ներդաշնակորեն համադրվում են շրջակա միջավայրի հետ։
Ի տարբերություն ջերմային ու ատոմային էլեկտրակայանների` քամու կայանները կառուցումից հետո վառելիքի ծախս չեն պահանջում և  էկոլոգիապես մաքուր են։
Էկոլոգիապես մաքուր են նաև մակընթացային էլեկտրակայանները (ՄԷԿ-երը), որոնք օգտագործում են ծովերի ու օվկիանոսների ջրի մակընթացությունն ու տեղատվությունը։
Աղբյուրները
Ս. Վ. Գրոմով , Ն. Ա. Ռոդինա,  Ֆիզիկա-8, հանրակրթական դպրոցի դասագիրք ( I, II, III և V գլուխների հեղինակ Ա. Մամյան); Երևան, Անտարես -2014 թ.