La ռոտացիոն կինետիկ էներգիա Այն էներգիայի տեսակ է, որը կապված է պտտման առանցքի շուրջ առարկաների շարժման հետ։ Էներգիայի այս տեսակը կարևոր է բազմաթիվ ֆիզիկական համատեքստերում՝ դասական մեխանիկայից մինչև քվանտային ֆիզիկա:
Այս հոդվածում մենք ձեզ կպատմենք, թե որն է պտտման կինետիկ էներգիան, դրա բնութագրերը, առավելություններն ու թերությունները:
Ինդեքս
Որքա՞ն է պտտման կինետիկ էներգիան
Պարզ բառերով, պտտվող կինետիկ էներգիան վերաբերում է այն էներգիայի քանակին, որն ունի օբյեկտը առանցքի շուրջ պտտվելու շնորհիվ: Այս էներգիան հաշվարկվում է օբյեկտի զանգվածը, նրա անկյունային արագությունը և հեռավորությունը օբյեկտի զանգվածի կենտրոնից մինչև պտտման առանցքը:
Այս տեսակի էներգիայի սովորական օրինակ է հեծանիվի անիվի շարժումը: Երբ հեծանիվը ոտնակով պտտվում է, անիվը սկսում է պտտվել իր պտտման առանցքի շուրջ: Քանի որ անիվն ավելի արագ է պտտվում, նրա պտտման կինետիկան մեծանում է, ինչը թույլ է տալիս հեծանիվին ավելի հեշտությամբ առաջ շարժվել:
Մեկ այլ օրինակ է պտտվող գագաթի շարժումը: Երբ վերին մասը պտտվում է, նրա պտտման կինետիկ էներգիան մեծանում է, քանի որ այն ձեռք է բերում անկյունային արագություն: Այս էներգիան այն է, ինչը երկար ժամանակ պտտում է գագաթը:
Հարկ է նշել, որ պտտման կինետիկ էներգիան կապված է օբյեկտի զանգվածի և անկյունային արագության հետ, բայց կախված չէ նրա գծային արագությունից։ Այսպիսով, օբյեկտը կարող է ունենալ բարձր պտտվող կինետիկ էներգիա, չնայած այն շարժվում է համեմատաբար դանդաղ արագությամբ:
Պտտվող կինետիկ էներգիայի առավելությունները
Սրանք են այս տեսակի էներգիայի հիմնական առավելությունները.
- Էներգաարդյունավետության: Պտտվող կինետիկ էներգիայի ամենամեծ առավելություններից մեկը դրա բարձր էներգիայի արդյունավետությունն է: Օրինակ՝ ներքին այրման շարժիչները վառելիքի քիմիական էներգիայի ավելի քան 90%-ը վերածում են օգտակար ռոտացիոն կինետիկ էներգիայի։ Այս արդյունավետությունը կարևոր է, քանի որ այն նվազեցնում է վառելիքի սպառումը և դրա հետ կապված ջերմոցային գազերի արտանետումները:
- Դիմումների լայն տեսականի. Այն կարող է կիրառվել համակարգերի և սարքերի լայն տեսականիում՝ դարձնելով այն էներգիայի շատ բազմակողմանի ձև: Ներքին այրման շարժիչներն օգտագործվում են տրանսպորտային միջոցների և ծանր մեքենաների լայն տեսականիում, մինչդեռ պտտվող կինետիկ էներգիայի այլ ձևեր օգտագործվում են արտադրության, էլեկտրական էներգիայի արտադրության և տիեզերքի հետախուզման մեջ:
- Բարձր ոլորող մոմենտ. Պտտման կինետիկ էներգիան կարող է օգտագործվել նաև մեծ ոլորող մոմենտ ստեղծելու համար՝ դարձնելով այս էներգիան իդեալական ընտրություն համակարգերի համար, որոնք բարձր մեկնարկային հզորության կարիք ունեն, ինչպիսիք են մեքենաների շարժիչները և նավի պտուտակներ: Ոլորող մոմենտը առարկայի պտտման ուժի չափումն է և էական նշանակություն ունի բազմաթիվ մեխանիկական համակարգերի համար:
- Պահպանման հարմարություն. Պտտվող կինետիկ էներգիայի մեկ այլ առավելություն պահպանման հեշտությունն է: Ի տարբերություն էներգիայի այլ ձևերի, ինչպիսիք են էլեկտրական էներգիան կամ ջերմային էներգիան, պտտվող կինետիկ էներգիան հեշտությամբ կարող է պահվել շարժվող օբյեկտում:
Թերությունները
Թեև էներգիայի այս տեսակն ունի առավելություններ, այն ունի նաև որոշ թերություններ, որոնք պետք է հաշվի առնել.
- Դա կարող է դժվար լինել վերահսկելը: Բարձր արագությամբ պտտվող առարկաները կարող են վտանգավոր լինել, եթե պատշաճ կերպով չկառավարվեն, և կարող են վնաս պատճառել մարդկանց և մոտակայքում գտնվող գույքին, եթե խնամքով չօգտագործվեն: Այդ իսկ պատճառով, սարքերը, որոնք օգտագործում են պտտվող կինետիկ էներգիա, պետք է մանրակրկիտ նախագծվեն և շահագործվեն՝ վթարների ռիսկը նվազագույնի հասցնելու համար:
- Երբեմն դժվար է պահել: Ի տարբերություն էներգիայի այլ աղբյուրների, ինչպիսիք են էլեկտրականությունը կամ վառելիքը, ռոտացիայի կինետիկ էներգիան չի կարող հեշտությամբ պահպանվել: Սա հանգեցնում է նրան, որ սարքերը, որոնք օգտագործում են պտտման կինետիկ էներգիան, պետք է անընդհատ շարժման մեջ լինեն իրենց էներգիան պահպանելու համար, ինչը որոշ դեպքերում կարող է դժվար լինել:
- Որոշ դեպքերում դա անարդյունավետ է: Որոշ սարքեր, որոնք օգտագործում են պտտման կինետիկ էներգիան, կարող են կորցնել էներգիան շփման և այլ գործոնների պատճառով՝ երկարաժամկետ հեռանկարում նվազեցնելով դրանց արդյունավետությունը։ Պտտման կինետիկ էներգիան օգտագործող սարքերը նույնպես թանկ են սպասարկում և վերանորոգում իրենց բարդության և դրանք կազմող շարժական մասերի պատճառով:
Ինչպես է այն մշակվում և պահվում
Պտտման կինետիկ էներգիան էական նշանակություն ունի էներգիայի տարբեր ձևերի փոխակերպման համար, որոնք ծառայություններ են մատուցում հասարակությանը ինչպես աշխատանքային միջավայրում, այնպես էլ տանը: Ըստ Centro de Estudios Cervantinos-ի՝ այս էներգիաներն օգտագործում են կինետիկան տարբեր ձևերով՝ վերածվելու էներգիայի այլ ձևերի: Այս էներգիան փոխակերպելու հետևյալ եղանակներն են.
- Քամու ուժը փոխակերպվում է օդային մարմինները էլեկտրականություն տեղափոխելու կինետիկ էներգիան. Քամին առաջանում է արեգակնային ճառագայթման միջոցով մթնոլորտի և օվկիանոսների տաքացման և սառեցման հետևանքով առաջացած ջերմային էներգիայի փոփոխության բարդ օրինաչափությունների արդյունքում:
- Հիդրոէլեկտրական էներգիան օգտվում է շարժվող ջրի կինետիկայից, երբ այն ընկնում է (ջրվեժի կամ հիդրոէլեկտրական ամբարտակի մեջ):
- Մակընթացային ուժը օգտագործում է շարժվող ջրի էներգիան, երբ այն շարժվում է մակընթացությունների պատճառով առաջ և առաջ:
- Ջերմային էներգիան կինետիկ էներգիայի հատուկ ձև է: Սա ոչ թե ամբողջ շարժվող օբյեկտի էներգիան է, այլ օբյեկտի ներսում գտնվող ատոմների և մոլեկուլների շարժման, պտտման և թրթռման ընդհանուր էներգիան:
Ինչ վերաբերում է պահեստավորմանը, ապա օգտագործվում են վերալիցքավորվող մեխանիկական մարտկոցներ, որոնք պատրաստված են հետևյալ կերպ.
- Կուտակիչները կուտակում են մեխանիկական էներգիա պտտվող զանգվածի վրա, որը կոչվում է ճանճ:
- Արտադրող մեքենան մեխանիկական էներգիան փոխակերպում է էլեկտրական էներգիայի՝ ճանճում կուտակված էներգիան վերականգնելու համար:
- հակադարձ էներգիայի փոխակերպում Այն իրականացվում է կուտակիչի կամ կոնդենսատորի լիցքավորման համար շարժիչի ակտիվացմամբ:
- Ճանապարհը ինտեգրված է էլեկտրաշարժիչ-գեներատորի մեջ և կազմում է մեկուսացված մեքենա, որը արտաքինից միացված է մալուխների և էլեկտրաքիմիական մարտկոցի միջոցով։
Հուսով եմ, որ այս տեղեկատվության շնորհիվ դուք կարող եք ավելին իմանալ պտույտի կինետիկ էներգիայի և դրա բնութագրերի մասին:
Եղիր առաջին մեկնաբանողը