Daily kogemus näitab, et vara keha saab liigutada, ja kolis lõpetada.Meil on alati midagi teha maailma bustles, päikesepaiste ... Aga kus on inimeste, loomade ja looduse üldiselt võtnud jõudu teha seda tööd?Kas mehaanilise liikumise kaob jäljetult?Kas liikuda ühe keha liikumist muutmata teised?Kõik see arutatakse käesolevas artiklis.
energia kontseptsioon mootor, mis annab liikumise autod, traktorid, vedurite, lennukid vajavad kütust, mis on energiaallikaks.Elektrimootorid saades liikumine masina elektri abil.Tänu energia vee kõrgusest kukkumise, keera veeturbiini ühendatud elektrimasinad, toodavad elektrivool.Man olemas ja tööd, samuti on vaja energiat.Nad ütlevad, et selleks, et läbi viia, et mõned tööd on vaja energiat.Mis on energia?
- Vaatlus 1. Tõstke maa palli.Kuigi ta on riigi rahu, mehaaniline töö ei ole tehtud.Lase tal minna.Raskust pall kukub alates teatud kõrguse. Sügisel palli läbi mehaaniliseks tööks.
- Observation 2. somknite kevadel, määrata selle keerme ja panna vähe kaalu kevadel.Ablaze lõime kevadel kohendama ja tõsta vähe kaalu mõnel kõrgus.Spring läbi mehaaniliseks tööks.
- Vaatlus 3. käru määrab varda ploki lõpus.Läbi ploki perekinem niit, mille üks ots on mähitud ümber telje veoauto ja muude rippuvate sinker.Lase raskuse.Vastavalt tegevuse raskuskese oleks kukuks ja anda vanker liikuma. kaalu läbi mehaaniliseks tööks.
Olles analüüsinud kõiki eespool tähelepanekud, võime järeldada, et kui või mitu asutust ajal suhtlemist mehhaanilise töö, siis me ütleme, et nad on mehaanilise energia või energia.
energia mõiste
energia (kreeka. sõna energia - tegevus) - on füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha võimet teha tööd.Energiaühiku, samuti töö SI süsteemis on üks džaul (1 J).Kirjas energia tähistatakse tähega E .Eespool eksperimendid on ilmne, et keha teeb töid, kui üleminekud ühest seisundist teise.Energiat keha muutub (väheneb), ja mehhaaniline töö, mida keha on muutuse tõttu oma Mehaanilise energia.
liigid mehhaanilise energia.Mõiste potentsiaalne energia
Seal on 2 tüüpi mehaaniline energia: potentsiaal ja kineetiline.Nüüd lähemalt potentsiaalset energiat.
potentsiaalne energia (PE) - on energia määrab suhtelise positsiooni organid, mis toimivad või kehaosi ise.Kuna iga keha ja maa meelitada üksteist, see tähendab, et suhelda, PE keha tõstetuna maapinnast sõltub kõrgusest tõstmiseks h .Mida kõrgem on organismis on tõusnud, seda rohkem tema PE.Tehti kindlaks katseliselt, et PE mitte ainult sõltub kõrgusest, kus nad on üles tõstetud, ja kehakaalu.Kui keha on tõstetud samale kõrgusele, keha, millel on suurem mass on suurem ja PE.Valem see energia on järgmine: Ep = MGH, kus Ep - on potentsiaalne energia, m - kaal, g = 9,81 N / kg, h - kõrgus.
potentsiaalse energia kevadel
potentsiaalne energia elastselt deformeeritud keha nimetatakse füüsikalise suuruse Ep, et kui muudad kiirust edasiliikumine jõudude poolt elastsus väheneb täpselt nii palju kui kineetiline energia suureneb.Springs (ja teiste elastselt deformeeritud keha) on PE, mis on võrdne poolega toodet oma jäikuse k ruudu tüvi: x = kx2: 2.
kineetiline energia: valem ja määratluse
Mõnikord mehhaaniline töö võib nähaei kasutata mõisteid jõud ja liikumine, mis keskendub sellele, et töö on muutus keha energia.Kõik, mis me vajame - on mass keha ja selle esialgsete ja lõplike kiirus, mis viib meid kineetiline energia.Kineetilist energiat (KE) - energia tingitud keha tõttu omal algatusel.
kineetiline energia on tuul, seda kasutatakse levitada motion tuuleturbiini.Ajendatuna õhumassid survet kaldteed tiivad tuulegeneraatorite ja teha need ümber pöörata.Pöördliikumistena ülekandesüsteemid kasutades üleandmise mehhanismi, täita mõned tööd.Ajendatuna vett, muutub turbiini võimsus, kaotab osa oma EÜ, teeme tööd.Flying kõrgel taevas lennukiga, lisaks PE, CE.Kui keha on riigi puhata, see tähendab, et selle sõidukiirus on null, ja selle CE Maa suhtes on null.Tehti kindlaks katseliselt, et suurem kaal keha ja millise kiirusega ta liigub, seda rohkem Puukentsefaliidi.Valem kineetiline energia kulgliikumise- järgmistes matemaatiline väljendus:
Kust - kineetiline energia, m - kehakaalu, v - kiirus.
muutus kineetiline energia
Kuna kiirus keha on erinev sõltuvalt valik taustsüsteemi, väärtus FE keha sõltub ka valik.Muutus kineetilise energia (IKE) keha on tingitud tegevuse väline jõud keha F .Füüsikalise suuruse , mis on IKE ΔEk keha toimel jõu teda F ehk operatsioon: = ΔEk. Kui keha mis liigub kiirusega v 1 , jõudu F , mis ühtib suunas, liikumise kiirus keha kasvab intervall t teatud väärtuse v 2 .See IKE ka:
Kus m - kehakaalu; d - läbitakse tee keha; vF1 = (V2 - V1);VF2 = (V2 + V1);= F: m .Just sel valemiga arvutatakse, kui palju kineetilist energiat muutub.Valem saab tõlgendada järgmiselt: ΔEk = Flcos ά , kus cosά on nurk vektorite jõu F ja kiirus V .
keskmine kineetiline energia
kineetiline energia on energia määratud kiirus erinevates punktides, mis kuuluvad sellesse süsteemi.Siiski tuleb silmas pidada, et on vaja eristada kahte energia iseloomustavad erinevat liiki liikumist: siirde- ja vahelduva.Keskmine kineetiline energia (ske) sel juhul on keskmine vahe koguenergia kogu süsteemi ja selle võimu meeles, see tähendab, et tegelikult tema väärtust - on keskmine väärtus potentsiaalne energia.Valem keskmine kineetiline energia järgmised:
kus k - on Boltzmanni konstant;T - temperatuuri.On see võrrand on aluseks molekulaar- kineetilise teooria.
keskmine kineetiline energia gaasi molekulid
Arvukad eksperimendid leiti, et keskmine kineetiline energia gaasi molekulide edasiliikumine antud temperatuuril on sama ja ei sõltu gaasi tüübi.Lisaks sellele leiti ka, et kuumutamisel gaasi 1 ° Ske ühe võrra ja sama väärtusega.Et öelda täpsemalt, väärtus on: ΔEk = 2,07 x 10-23Dzh / C. et arvutada, mida on keskmine kineetiline energia gaasi molekulide edasiliikumine, peate lisaks sellele suhtelist väärtust, isegi tean vähemalt ühte absoluutväärtus energia kulgliikumise-.Füüsikas täpselt kindlaks vähemalt need väärtused, laias temperatuurivahemikus.Näiteks temperatuuril t = 500 ° C kineetiline energia kulgliikumise- molekuli Ek = 1600 x 10-23Dzh. Teades väärtus 2 ( ΔEk ja Ek), kuidas saame arvutada energia kulgliikumise- molekulide antud temperatuuril ja lahendada vastupidine probleem - määrata temperatuuri väärtus antud energia.
Lõpuks võib öelda, et keskmine kineetiline energia molekulide valem, mis näitab eespool, see sõltub ainult absoluutne temperatuur (ja iga aine olek).
jäävuse seadus mehaaniline koguenergia
uuring kehade mõjul raskusastet ja elastne jõud näitas, et seal on füüsikaline suurus, mida nimetatakse potentsiaalse energia E ;see sõltub keha raam ja selle muutus on võrdsustatud IKE, mis on võetud vastupidise märgiga: Δ E = - ΔEk. Seega summa muutus CE ja PE keha, et suhelda gravitatsioonijõud ja elastsus on võrdne 0 : Δ En + ΔEk = 0. jõud, mis sõltuvad ainult koordinaate, nn konservatiivne. külgetõmbejõu ja elastne jõud on konservatiivsed.Summa kineetilise ja potentsiaalse energia keha on täis mehaanilise energia: En + Ek = E
See asjaolu, mis on osutunud kõige täpsem eksperimente,
nimetatakse jäävuse seadus mehaaniline energia .Kui keha suhelda jõud, mis sõltuvad suhteline kiirus, mehaanilise energia süsteemi suheldes organid ei salvestata.Näiteks seda tüüpi jõudude, mida nimetatakse mittekonservatiivsed , on hõõrdumise.Kui keha hõõrdejõu, on vaja, et neid ületada kulutada energiat, mis on osa sellest, mida kasutatakse tööks jõudude vastu hõõrdumist.Kuid õiguserikkumist Energia jäävuse on ainult kujuteldav, sest see on erijuht üldisest jäävuse seadus ja ümberkujundamine energiat. energia organite kunagi kaob ja ilmub uuesti: see ainult ümber ühest vormist teise.See looduse seadus on väga oluline, seda tehakse kõikjal.Samuti on mõnikord nimetatakse üldiselt jäävuse seadus ja ümberkujundamine energiat.
seost sisemise energia keha kineetilise ja potentsiaalse energia
sisemise energia (U) keha - see on tema täis energiat keha miinus CE keha kui terviku ja selle PE välise tugevuse.Sellest saame järeldada, et sisemine energia koosneb juhusliku liikumise molekulide CE, PE, ja nende koostoime vnutremolekulyarnoy energiat.Sisemine energia - ühene funktsioon riik, mis tähendab järgmist: kui süsteem on sellises seisus, tema energia kulub sellele omaste väärtuste, sõltumata sellest, mis juhtus enne.
relativismi
Kui kiirus keha lähedal valguse kiirus, kineetiline energia leitakse järgmise valemiga:
kineetiline energia keha, mille valemis on kirjutatud eespool, siis võib arvutada ka järgmisel põhimõttel:
Näited keeruline leida kineetiliseEnergia
1. Võrrelge kineetiline energia palli kaal 9 g, sõidab kiirusega 300 m / s ning inimesele kehakaaluga 60 kg, mis liigub kiirusega 18 km / h.
Niisiis, mis on meile antud: m1 = 0,009 kg;V1 = 300 m / s;m2 = 60 kg, V2 = 5 m / s.
Lahendus:
- kineetiline energia (valem): Ek = mv2: 2.
- Meil on kõik andmed arvutuste ja seetõttu leiame Ek mees ja palli.
- 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.
Vastus: kineetiline energia pall on väiksem kui isik.
2. keha mass 10 kg on tõstetud 10 meetri kõrgusel, mille järel ta vabastati.Mis CE tal on kõrgus 5 m?Õhutakistus on lubatud jätta arvestamata.
Niisiis, mis on meile antud: m = 10 kg;h = 10 m; h 1 = 5 m;g = 9,81 N / kg. Ek1 -?
Lahendus:
- keha teatud mass, tõstetakse teatud kõrgusele, on potentsiaalne energia: Ep = MGH.Kui keha kukub, on teatud kõrgus h1 on higi.energia Ep = mgh1 ja sugulased.Ek1 energiat.Korralikult leitud kineetiline energia valem, mis on eespool näidatud, ei tööta ning seetõttu probleemi lahendada vastavalt järgmisele algoritm.
- Selle sammu, mida me kasutame õiguse energiasäästlikkus ja kirjutada: EP1 + Ek1 n = E.
- Siis Ek1 = E n - EP1 = MGH - MGH 1 = mg (h-h1).
- Asendades meie väärtused valemisse, saame: Ek1 = 9.81 x 10 (10-5) = 490,5 J.
Vastus: Ek1 = 490,5 J.
3. hooratast mass m ja raadiusega R, pakitud ümber telje läbib selle keskel.Nurkkiirus hooratas pakkimine - ω .Selleks, et peatada hooratas selle velje surutakse vastu piduriklots tegutseb ta jõuga Ftreniya .Mitu pööret teeb hooratta stop?Võtke arvesse, et kaal hooratas on keskendunud velje.
Niisiis, mis on meile antud: m; R; ω; Ftreniya.N -?
Lahendus:
- Probleemi lahendamisel, eeldame hoogu hooratta keerab nagu õhuke ühtlane vits raadiusega R ja kaal m, mis muutub nurkkiirus ω.
- kineetiline energia keha on võrdsed: Ek = (J ω 2) 2, kus J = m R 2.
- hooratas stop, tingimusel, et kõik tema puukentsefaliidi kulutatud tööd, et ületada hõõrdejõu Ftreniya, vahel tekkinud piduriklotside ja pöia: Ek = Ftreniya * s, kus
