Накопление механической энергии

Накопление механической энергии
Подумайте, можно ли накопить энергию про запас. Существуют ли устройства, хранящие энергию?

Механическая энергия
Наиболее часто встречающаяся нам в повседневной жизни – механическая энергия. Это энергия непосредственного взаимодействия и движения физических тел и их частей.
Механическая энергия – это энергия, связанная с движением объекта или его положением, способность совершать механическую работу.
Механическая энергия – это сумма кинетической и потенциальной энергии.
Е = Ек + Еп

Механическая энергия
Наиболее часто встречающаяся нам в повседневной жизни –механическая энергия.
Это энергия непосредственного взаимодействия и движения физических тел и их частей. Механическую энергию подразделяют на потенциальную (для покоящихся тел) и кинетическую (для движущихся тел).
Суммарно потенциальная и кинетическая энергия системы тел составляют полную механическую энергию для этой системы тел.

Аккумулирование
Механическую энергию можно накапливать, чтобы потом было удобнее и быстрее использовать.
Накопление энергии впрок называется аккумулированием.
Слово «аккумулирование» происходит от латинского слова, означающего «накопление».

Аккумуляторы
Устройства, с помощью которых накапливают и сохраняют энергию, называются аккумуляторами.

Аккумуляторы. История
Аккумуляторы механической энергии применялись с древних времён. При применении любого механического ручного инструмента происходит передача механической энергии от мышц человека обрабатываемому предмету, а в инструменте аккумулируется потенциальная и кинетическая энергия.
Таким образом, приблизительно 3 миллиона лет тому назад люди научились передавать и аккумулировать механическую энергию своими первыми примитивными ударными орудиями труда (например, каменным рубилом).
Каменное рубило

Удельная кинетическая энергия
Удельная кинетическая энергия, запасённая в ударном орудии труда (в булыжнике, молотке, топоре или т. п.) к моменту удара, зависит от скорости, которую человек способен сообщить этому орудию.
Кинетическая (энергия движения)

Потенциальная энергия
Потенциальную энергию можно аккумулировать в грузовых аккумуляторах, используемых в грузовых приводах (например, в маятниковых настенных часах).
Потенциальная энергия – это энергия взаимодействия.

Первые аккумуляторы
Первым же грузовым аккумулятором может считаться поднятый человеком камень.
Аккумулятором потенциальной энергии служили тетива арбалета и поднятая гиря в механических часах.

Аккумулятор механической энергии
Примером аккумулятора механической энергии может быть спиральная пружина, установленная в механизме часов или заводной игрушке.
Примером аккумулятора потенциальной энергии является баллон с сжатым под большим давлением воздухом.
Энергию сжатого газа можно использовать, например, для работы отбойным молотком.

Кинетическая энергия
Раскрученный массивный диск-маховик может долго сохранять кинетическую энергию.
Его раскручивают до большого числа оборотов в минуту в камере, из которой выкачан воздух.
Воздух тормозит вращение диска. Скорость вращения составляет 200—400 оборотов в секунду.
Такой супермаховик способен долго вращаться в камере, сохраняя полученную энергию.

Супермаховик:

Аккумуляторами потенциальной энергии
Аккумуляторами потенциальной энергии могут служить большие бассейны с водой, расположенные на возвышенности.
Спуская поток воды по водоводу к турбине, можно, израсходовав накопленную потенциальную энергию воды, получить дополнительную электроэнергию, когда это необходимо.

Аккумулирование потенциальной энергии
Аккумулирование потенциальной энергии большими массами поднятой воды:
накопительный бассейн;
схема спуска воды к турбине.

Спуская поток воды по водоводу к турбине, можно, израсходовав накопленную потенциальную энергию воды, получить дополнительную электроэнергию, когда это необходимо.

Аккумулятор сегодня
Сегодня сложно найти область, где не применяется аккумулятор.
В повседневной жизни, аккумулятор встречается в сотовых телефонах, под капотом машины, но аккумуляторы используют гораздо шире. В электронике – это источники энергии для блоков бесперебойного питания, в системах охраны – аккумулятор используется как альтернатива сети.