Меню

§ 10.3 Накопление механической энергии

Содержание

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

Механическую энергию можно накапливать, чтобы потом было удобнее и быстрее использовать. Накопление энергии впрок называется аккумулированием. Слово «аккумулирование» происходит от латинского слова, означающего «накопление». Устройства, с помощью которых накапливают и сохраняют энергию, называются аккумуляторами.

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).

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.

Потенциальную энергию можно аккумулировать в грузовых аккумуляторах, используемых в грузовых приводах (например, в маятниковых настенных часах). Первым же грузовым аккумулятором может считаться поднятый человеком камень.

Аккумулятором потенциальной энергии служили тетива арбалета и поднятая гиря в механических часах.

Примером аккумулятора механической энергии может быть спиральная пружина, установленная в механизме часов или заводной игрушке (см. рис. 10.3).

Примером аккумулятора потенциальной энергии является баллон с сжатым под большим давлением воздухом. Энергию сжатого газа можно использовать, например, для работы отбойным молотком.

Раскрученный массивный диск-маховик может долго сохранять кинетическую энергию (рис. 10.5). 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.

Рис. 10.5. Супермаховик: 1 — маховик; 2 — воздушная камера для маховика; 3 — зубчатая передача для передачи энергии вращения от маховика; 4 — ремённая передача

Аккумуляторами потенциальной энергии могут служить большие бассейны с водой, расположенные на возвышенности (рис. 10.6, а).

Рис. 10.6. Аккумулирование потенциальной энергии большими массами поднятой воды: а — накопительный бассейн; б — схема спуска воды к турбине

Спуская поток воды по водоводу к турбине, можно, израсходовав накопленную потенциальную энергию воды, получить дополнительную электроэнергию (рис. 10.6, б), когда это необходимо.

Проверьте себя:

1. Зачем нужно аккумулирование потенциальной энергии?

2. Что такое аккумулятор?

3. Приведите примеры аккумуляторов.

4. Что такое супер маховик?

* Посмотрите в интернете и решите, какой накопитель энергии установлен на кремлёвских курантах.