Daily erfaringer viser, at ejendommen af kroppen kan flyttes, og flyttede til stoppe.Vi er altid noget at gøre omkring verdens bustles, solskin ... Men hvor i mennesker, dyr og naturen i almindelighed har taget styrken til at gøre dette arbejde?Uanset om mekanisk bevægelse forsvinder sporløst?Vil flytningen én kropsbevægelser uden at ændre den anden?Alt dette vil blive drøftet i denne artikel.
energikoncept for motoren, hvilket giver bevægelsen af biler, traktorer, lokomotiver, fly brug brændsel, som er en kilde til energi.Elektriske motorer giver bevægelsen af maskinen ved hjælp af elektricitet.På grund af den energi af vand, der falder fra en højde, drej hydraulisk turbine forbundet med elektriske maskiner, der producerer en elektrisk strøm.Mand til at eksistere og arbejde, har også brug for energi.De siger, at nogle arbejde for at gennemføre med henblik kræver energi.Hvad er energi?
- Observation 1. Løft jorden bolden.Mens han er i en tilstand af ro, udføres ikke det mekaniske arbejde.Lad ham gå.Af tyngdekraften bolden falder til jorden fra en vis højde.I efteråret bolden udførte mekanisk arbejde.
- Observation 2. somknite foråret, dets tråd og lægge lidt vægt på foråret.Ablaze tråd foråret glatte og hæve lidt vægt på nogle højde. Spring udført mekanisk arbejde.
- Observation 3. På vognen vil løse stangen med en blok i slutningen.Gennem blok perekinem tråd ene ende er viklet rundt om aksen af lastbilen, og den anden hængende loddet.Slip loddet.Under indvirkning af tyngdekraften ville det falde ned og give en løbevogn bevægelse. vægte udførte mekanisk arbejde.
Efter at have analyseret alle de ovennævnte observationer, kan vi konkludere, at hvis kroppen eller flere organer i interaktionen udfører mekanisk arbejde, så siger vi, at de har en mekanisk kraft eller energi.
energikoncept
energi (fra det græske ordet energi -. Aktiviteter) - er en fysisk mængde, der karakteriserer kroppens evne til at udføre arbejdet.Enheden af energi, samt arbejde i SI-systemet er en joule (1 J).I et brev til den energi, betegnet med bogstavet E .Fra ovennævnte forsøg er det indlysende, at kroppen udfører arbejdet, når overgangene fra én tilstand til en anden.Energien af kroppen med ændringerne (falder), og det mekaniske arbejde udført af det organ, er resultatet af en ændring i dets mekaniske styrke.
Typer af mekanisk energi.Begrebet potentiel energi
Der er 2 typer af mekanisk energi: potentiale og kinetisk.Nu et nærmere kig på den potentielle energi.
potentiel energi (PE) - er den energi bestemmes af den relative position af de organer, der interagerer eller dele af kroppen selv.Da hvert organ og jord tiltrækker hinanden, det vil sige, interagere, PE krop hævet over jorden, vil afhænge af højden af løft h .Jo højere kroppen er hævet, jo mere hans PE.Det blev fastslået eksperimentelt, at PE ikke kun afhænger af den højde, det er hævet, og kropsvægt.Hvis de organer hæves til samme højde, vil kroppen har en større masse har en større og PE.Formlen for denne energi er som følger: Ep = MGH, hvor Ep - er potentiel energi, m - vægt, g = 9,81 N / kg, h - højde.
potentiel energi af fjederen
potentiel energi elastisk deformeret kroppen kaldes fysisk mængde Ep, at når du ændre hastigheden på fremadgående bevægelse af kræfter elasticitet falder med nøjagtig lige så meget som de kinetiske energi stiger.Fjedre (og andre elastisk deformeret organ) har en PE, som er lig med halvdelen af produktet af deres stivhed k kvadratet af stammen: x = kx2: 2.
kinetisk energi: formlen og definition
Sommetider kan ses værdien af mekanisk arbejdeuden brug af begreberne magt og bevægelse, med fokus på den kendsgerning, at arbejdet repræsenterer ændringen i kroppens energi.Alt, hvad vi kan få brug for - er massen af en krop og dens indledende og afsluttende hastighed, der vil føre os til den kinetiske energi.Den kinetiske energi (KE) - den energi kan henføres til kroppen som et resultat af egen drift.
kinetiske energi er vind, det anvendes til at bibringe bevægelse vindmøller.Drevet af luftmasser lægge pres på ramperne af vinger vindmøller og gøre dem vende rundt.De roterende bevægelser transmissionssystemer hjælp af mekanismen overførsel, udfører noget arbejde.Drevet af vandet, vender turbinen magt, mister noget af sin EF, gøre arbejdet.Flyver højt på himlen planet, udover til PE, CE.Hvis kroppen er i en tilstand af hvile, det vil sige, dens kørehastigheden er nul, og dens CE i forhold til jorden er nul.Det blev fastslået eksperimentelt, at den større vægt af kroppen og den hastighed, hvormed den bevæger sig, jo mere TBE.Formlen for den kinetiske energi af det translatoriske bevægelse i følgende matematiske udtryk:
Hvor - kinetisk energi, m - kropsvægt, v - hastighed.
ændring i kinetisk energi
Siden hastigheden af legemet er variabel afhængig af valget af referencerammen, værdien af FE organ afhænger også af valget.Ændringen af kinetisk energi (IKE) krop er som følge af virkningen af en ydre kraft på kroppen F .En fysisk mængde , som er IKE ΔEk kroppen på grund af virkningen af kraft ham F, kaldet operation: A = ΔEk. Hvis et organ, der bevæger sig med hastigheden v 1 , kraften F , hvilket faldt sammen med den retning, vil hastigheden af bevægelsen af kroppen øge tidsintervallet t til en bestemt værdi v 2 .Dette IKE godt:
Hvor m - kropsvægt; d - gennemløbes sti af kroppen; VF1 = (V2 - V1);VF2 = (V2 + V1);a = F: m .Det er af denne formel beregnes, hvor meget kinetisk energi ændres.Formlen kan også fortolkes som følger: ΔEk = Flcos ά , hvor cosά er vinklen mellem vektorerne force F og hastighed V .
gennemsnitlige kinetiske energi
Kinetisk energi er den energi, bestemmes af hastigheden på de forskellige punkter, der hører til dette system.Vær dog opmærksom på, at det er nødvendigt at skelne mellem to energi karakterisere forskellige typer af bevægelse: translationel og roterende.Den gennemsnitlige kinetiske energi (SKE) i dette tilfælde er den gennemsnitlige forskel mellem den samlede energi af hele systemet og dets effekt i sindet, det vil sige, i virkeligheden, dens værdi - er den gennemsnitlige værdi af den potentielle energi.Formlen for den gennemsnitlige kinetiske energi af følgende:
hvor k - er Boltzmann konstant;T - temperatur.Det er denne ligning er grundlaget for den molekylære-kinetiske teori.
gennemsnitlige kinetiske energi gasmolekyler
Talrige eksperimenter blev det konstateret, at den gennemsnitlige kinetiske energi af gasmolekyler i fremadgående bevægelse ved en given temperatur er den samme, og ikke afhænger af typen af gas.Endvidere blev det også fundet, at ved opvarmning af gassen ved 1 ° SKE forøges med en og samme værdi.At fortælle mere præcist, at værdien er: ΔEk = 2.07 x 10-23Dzh / C. For at beregne, hvad der er den gennemsnitlige kinetiske energi gasmolekyler i den fremadgående bevægelse, skal, ud over denne relative værdi, engang ved mindst en absolut værdi af energien af translatorisk bevægelse.I fysik til nøjagtigt at bestemme disse værdier for et bredt temperaturområde.For eksempel ved en temperatur t = 500 ° C kinetiske energi af den translatoriske bevægelse af molekylet Ek = 1600 x 10-23Dzh. Kendskab værdien 2 ( ΔEk og Ek), hvordan vi kan beregne energien af den translatoriske bevægelse af molekylerne ved en given temperatur, og at løse det inverse problem - at bestemme temperaturen ved de givne værdier af energi.
Endelig kan vi konkludere, at den gennemsnitlige kinetiske energi af molekylerne, formlen, der er vist ovenfor, afhænger kun af den absolutte temperatur (og for hver tilstand af stof).
lov om bevarelse af den samlede mekanisk energi
undersøgelse af bevægelsen af organer under påvirkning af tyngdekraften, og de elastiske kræfter viste, at der er en fysisk størrelse, som kaldes potentiel energi E ;det afhænger af kroppen rammen, og dens forandring er sidestillet IKE, som er taget med det modsatte fortegn: Δ E = - ΔEk. Således er mængden af forandringer af CE og PE krop, der interagerer med tyngdekraften og elasticiteten er lig med 0 : Δ En + ΔEk = 0. kræfter, der afhænger kun på koordinaterne i kroppen, kaldet konservative. tiltrækkende kræfter og elastiske kræfter er konservative.Summen af de kinetiske og potentielle energi af kroppen er fuld af mekanisk energi: En + Ek = E
Dette faktum, som er blevet bevist de mest nøjagtige eksperimenter
kaldte loven om bevarelse af mekanisk energi .Hvis kroppen interagerer med de kræfter, der er afhængige af den relative hastighed, er den mekaniske energi af systemet med interagerende organer ikke gemt.Et eksempel på denne type af kræfter, der kaldes ikke-konservative , er friktion.Hvis det er kroppen af en friktionskraft nødvendig for at overvinde dem at forbruge energi, som er en del af det anvendes til at udføre arbejde mod de kræfter i friktion.Men overtrædelse af loven om energiens bevarelse er kun imaginære, fordi det er et specielt tilfælde af den almindelige lov for bevaring og omdannelse af energi. energi organer aldrig forsvinder og dukker op igen: kun konverteret fra en form til en anden.Denne lov af naturen er meget vigtigt, det sker overalt.Det er også undertiden benævnt den generelle lov bevaring og transformation af energi.
forbindelse mellem den interne energi i kroppen, de kinetiske og potentielle energi
indre energimarked (U) af kroppen - det er hans fulde energi i kroppen minus CE kroppen som helhed og dets PE på eksterne feltstyrke.Fra dette kan vi konkludere, at den indre energi er sammensat af den tilfældige bevægelse af molekylerne CE, PE, og interaktionen mellem dem vnutremolekulyarnoy energi.Indre energimarked - en single-værdsat funktion af staten, hvilket betyder følgende: Hvis systemet er i denne tilstand, dets indre energimarked tager sine iboende værdier, uanset hvad der skete før.
relativisme
Når hastigheden af legemet tæt på lysets hastighed, er den kinetiske energi fundet ved den følgende formel:
kinetisk energi i kroppen, hvis formel er skrevet ovenfor, kan også beregnes på følgende princip:
Eksempler på problemer med at finde en kinetiskenergi
1. Sammenlign den kinetiske energi af kuglen vægt 9 g, flyver med en hastighed på 300 m / s, og en person, der vejer 60 kg, med en hastighed på 18 km / t.
Så hvad vi har fået: m1 = 0009 kg;V1 = 300 m / s;m2 = 60 kg, V2 = 5 m / s.
Løsning:
- kinetisk energi (formel): Ek = MV2: 2.
- Vi har alle de oplysninger til beregning, og derfor finder vi Ek for mennesket og bolden.
- Ek1 = (0,009 kg s (300 m / s 2)) 2 = 405 J;
- EK2 = (60 kg x (5 m / s) 2) 2 = 750 J.
- Ek1 & lt; EK2.
Svar: Den kinetiske energi af bolden er mindre end en person.
2. En krop med en masse på 10 kg er blevet hævet til en højde på 10 meter, hvorefter han blev løsladt.Hvad CE det vil have i en højde på 5 m?Luftmodstand tillades at blive forsømt.
Så hvad vi har fået: m = 10 kg;h = 10 m; h 1 = 5 m;g = 9,81 N / kg. Ek1 -?
Løsning:
- krop af visse masse, hævet til en vis højde, har en potentiel energi: Ep = MGH.Hvis kroppen falder, er det i en vis højde h1 vil have en sved.energi Ep = MGH1 og pårørende.Ek1 energi.Til korrekt fandt den kinetiske energi med formlen, som er blevet vist ovenfor, virker ikke, og derfor løse problemet ifølge den følgende algoritme.
- I dette trin, bruger vi loven om bevarelse af energi og skrive: Ep1 + Ek1 n = E.
- Så Ek1 = E n - Ep1 = MGH - MGH 1 = mg (h-h1).
- substituere vores værdier i formlen, får vi: Ek1 = 9,81 x 10 (10-5) = 490,5 J.
Svar: Ek1 = 490,5 J.
3. Svinghjulet med en masse m og radius R, viklet omkring en akse, der går gennem midten.Vinkelhastigheden af svinghjulet indpakning - ω .For at stoppe svinghjulet til fælgen presses mod bremsesko handler på det med kraft Ftreniya .Hvor mange revolutioner vil gøre svinghjulet til et stop?Tage hensyn til, at vægten af svinghjulet er centreret på fælgen.
Så hvad vi har fået: m; R; ω; Ftreniya.N -?
Løsning:
- Ved at løse problemet, antager vi momentum svinghjul vender som en tynd ensartet hoop med radius R og vægt m, som bliver til en vinkelhastighed ω.
- Den kinetiske energi af kroppen er lig med: Ek = (J ω 2) 2, hvor J = m R 2.
- svinghjul stop, forudsat at alle sine TBE brugt på arbejde for at overvinde friktionskraften Ftreniya, opstår mellem bremseklods og fælgen: Ek = Ftreniya * s, hvor
