La energía de la tensión surge debido a la deformación elástica de un muelle metálico. Es una forma de energía potencial e indica cuánto trabajo mecánico ocurre cuando el resorte de metal está cargado o tenso. Para hacer trabajo mecánico, energía mecánica necesario. Esto se puede encontrar en todas partes en nuestra vida cotidiana: Un motor de combustión interna convierte la energía química del combustible en energía cinética mecánica a través de la combustión, un motor eléctrico genera energía mecánica a partir de la energía eléctrica y un muelle metálico almacena energía mecánica en forma de energía de tensión cuando se carga. Además de la energía de tensión, se pueden descubrir otros tipos de energía mecánica:
- Todo cuerpo tiene uno debido a su masa en el campo gravitacional de la tierra. energía potencial (Energía de posición o altitud). Por ejemplo, provoca caída libre.
- Cuando un cuerpo se mueve sobre una superficie, la resistencia a la fricción crea calor y, por lo tanto, calor. Energía de fricción .
- Cuanto más rápido se mueve un cuerpo, más alto está energía cinética , además Energía cinética llamado.
- Si el cuerpo realiza un movimiento circular, yace Energía rotacional Al frente.
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Conversión de energía mecánica en resortes metálicos
En una carga Resorte de metal es energía mecánica en forma de energía de tensión. Esta energía de tensión se libera cuando se libera la carga. Por ejemplo, si una bola está frente al resorte de metal, lo pone en movimiento. La energía de tensión del resorte metálico se puede utilizar para acelerar otros cuerpos. Tan pronto como se ha realizado el trabajo de aceleración, la pelota tiene energía cinética. Después de este Ley de conservación de energía la energía no se pierde en el proceso, solo se convierte. Esta conversión de formas mecánicas de energía es la base de todos los procesos en mecánica. Sin embargo, en un sistema no perfecto (entorno natural), esta energía cinética de la pelota se pierde durante el movimiento debido a las fuerzas de fricción y a la resistencia del aire hasta llegar a cero.
Cálculo de la energía de tensión
La energía de tensión se almacena en un resorte metálico cuando se tensa. Depende del recorrido del resorte cargado s (mm) del resorte metálico y la constante del resorte R. (N / mm).
Lo siguiente se aplica a los muelles metálicos:
- La constante del muelle R (N/mm) indica la dureza del muelle metálico
- La energía de apriete ESpann es proporcional a la constante del muelle R (N/mm): ESpann ~ R
- La energía de apriete ESpann es proporcional al cuadrado del recorrido del muelle s (mm): ESpann ~ s²
Fórmula para la energía de palmo:
ESpann =12 · R · s2
A la constante de primavera R (N / mm) para Resortes planos y con forma en una prueba de carga (para la fuerza actuante F es la deflexión del resorte s medido), se aplica la siguiente fórmula:
R=F2 – F1 · s2 – s1
F1 = Fuerza de resorte precargada
s1 = Deflexión de resorte precargada
F2 = Fuerza de resorte cargada
s2 = Deflexión del resorte cargado
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