यांत्रिक ऊर्जा

भौतिकी में किसी यांत्रिक प्रणाली के किसी अवयव में निहित स्थितिज ऊर्जा तथा गतिज ऊर्जा के योग को यांत्रिक ऊर्जा (mechanical energy) कहते हैं। अर्थात यांत्रिक ऊर्जा किसी वस्तु की गति या उसकी स्थिति से सम्बन्धित है।

एक साधारण लोलक की गति जिसमें गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा तथा गतिज ऊर्जा का लगातार आपस में परिवर्तन होता रहता है किन्तु इन दोनों ऊर्जाओं का योग (अर्थात यांत्रिक ऊर्जा) का मान नहीं बदलता ; अर्थात यांत्रिक ऊर्जा संरक्षित रहती है।

वनुआटू (Vanuatu) के निवासी आग उत्पन्न करने के लिए यांत्रिक ऊर्जा का उपयोग कर रहे हैं

समीकरण

किसी तंत्र की यांत्रिक ऊर्जा :

$$\ E_{m}=E_{k}+E_{p}$$

जहाँ:

$\ E_{k}$ गतिज ऊर्जा है।

$\ E_{p}$ स्थितिज ऊर्जा है।

गतिज ऊर्जा

किसी वस्तु पर बल $\mathbf {F}$ लगाकर पथ C पर स्थानान्तरिक किया जाता है, तो बल द्वारा किया गया कार्य निम्नलिखित समाकल द्वारा निकाला जा सकता है:

$\operatorname {W} _{c}=\int _{c}\mathbf {F} \cdot d\mathbf {r}$

कार्य एवं गतिज ऊर्जा का सम्बन्ध निम्नलिखित है:

$\operatorname {W} _{c}=\Delta E_{k}$

स्थानान्तरण की गतिज ऊर्जा

$E_{k}={\frac {mv^{2}}{2}}$

घूर्णन की गतिज ऊर्जा

$E_{kr}={\frac {1}{2}}I\omega ^{2}$

स्थितिज ऊर्जा

गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा: $\ E_{pg}=mgh$

स्प्रिंग की स्थितिज ऊर्जा: (या, प्रत्यास्थ ऊर्जा) $\ E_{pelastic}={\frac {kx^{2}}{2}}$

वैद्युत स्थितिज ऊर्जा: $\ E_{pelectric}={\frac {U}{q}}$

स्थितिज ऊर्जा:

= सभी प्रकार की स्थितिज ऊर्जा का योग

ऊर्जा का रूपान्तरण

• विद्युत मोटरें, विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलतीं हैं।
• विद्युत जनित्र, यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलता है।
• जलविद्युत संयंत्र, ऊँचाई पर स्थित जल की स्थितिज ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलते हैं।
• अन्तर्दहन इंजन, रासायनिक ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलता है।
• भाप इंजन, भाप की ऊष्मीय ऊर्जा को गतिज ऊर्जा में बदलता है।
• टरबाइन, किसी गैस या द्रव की धारा की गतिज ऊर्जा को टरबाइन के रोटर की घूर्णी गतिज ऊर्जा में बदल देते हैं।

ऊर्जा के अन्य प्रकार

• रासायनिक ऊर्जा
• नाभिकीय ऊर्जा
• विद्युतचुम्बकीय ऊर्जा, आदि

इन्हें भी देखें

• स्थितिज ऊर्जा
• गतिज ऊर्जा
• ऊर्जा संरक्षण का नियम
• तरल ऊर्जा (हाइड्रालिक ऊर्जा)
• बर्नूली का प्रमेय
• विद्युतयांत्रिक ऊर्जा