harian menunjukkan bahwa properti dari tubuh dapat dipindahkan, dan pindah ke berhenti.Kami selalu sesuatu untuk dilakukan di sekitar bustles dunia, sinar matahari ... Tapi di mana pada manusia, hewan, dan alam pada umumnya telah mengambil kekuatan untuk melakukan pekerjaan ini?Apakah gerakan mekanis menghilang tanpa jejak?Akan gerakan tubuh bergerak satu tanpa mengubah yang lain?Semua ini akan dibahas dalam artikel ini.Konsep energi
untuk mesin yang memberikan pergerakan mobil, traktor, lokomotif, pesawat terbang butuh bahan bakar, yang merupakan sumber energi.Motor listrik memberikan pergerakan mesin dengan cara listrik.Karena energi air jatuh dari ketinggian, memutar turbin hidrolik yang terhubung ke mesin listrik, menghasilkan arus listrik.Man ada dan bekerja, juga membutuhkan energi.Mereka mengatakan bahwa dalam rangka melaksanakan sehingga beberapa pekerjaan membutuhkan energi.Apa energi?
- Pengamatan 1. Angkat bola tanah.Sementara ia dalam keadaan ketenangan, pekerjaan mekanik tidak dilakukan.Biarkan dia pergi.Oleh gravitasi bola tetes di tanah dari ketinggian tertentu.Selama jatuhnya bola dilakukan kerja mekanik.
- Observasi 2. somknite musim semi, memperbaiki benang dan dimasukkan sedikit berat badan pada musim semi.Terbakar benang semi meluruskan dan menaikkan berat badan besi pada ketinggian tertentu. Musim Semi dilakukan kerja mekanik.
- Pengamatan 3. Pada troli akan memperbaiki batang dengan blok di akhir.Melalui blok benang perekinem, salah satu ujung yang luka di sekitar sumbu truk, dan pemberat tergantung lainnya.Lepaskan pemberat.Dalam aksi gravitasi itu akan jatuh ke bawah dan memberikan gerak troli. bobot dilakukan kerja mekanik.
Setelah menganalisis semua pengamatan di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa jika tubuh atau beberapa badan selama interaksi melakukan kerja mekanik, maka kita mengatakan bahwa mereka memiliki kekuatan mekanik atau energi.Konsep energi
energi (dari bahasa Yunani energi kata -. Kegiatan) - adalah kuantitas fisik yang mencirikan kemampuan tubuh untuk melakukan pekerjaan.Satuan energi, serta bekerja dalam sistem SI adalah salah satu joule (1 J).Dalam sebuah surat kepada energi ditandai dengan huruf E .Dari percobaan di atas jelas bahwa tubuh melakukan pekerjaan ketika transisi dari satu keadaan ke keadaan lain.Energi tubuh dengan perubahan (penurunan), dan kerja mekanik dilakukan oleh tubuh adalah hasil dari perubahan energi mekanik.
Jenis energi mekanik.Konsep potensial
energi
Ada 2 jenis energi mekanik: potensial dan kinetik.Sekarang melihat lebih dekat pada energi potensial.
energi potensial (PE) - adalah energi ditentukan oleh posisi relatif dari tubuh yang berinteraksi atau bagian dari tubuh itu sendiri.Karena setiap tubuh dan bumi saling menarik, yaitu, berinteraksi, PE tubuh dinaikkan di atas tanah akan tergantung pada ketinggian mengangkat h .Semakin tinggi tubuh dinaikkan, semakin PE-nya.Didirikan eksperimental bahwa PE tidak hanya tergantung pada ketinggian di mana ia dibesarkan, dan berat badan.Jika mayat diangkat ke ketinggian yang sama, tubuh memiliki massa yang lebih besar akan menjadi besar dan PE.Rumus energi ini adalah sebagai berikut: Ep = mgh, mana Ep - adalah energi potensial, m - berat, g = 9,81 N / kg, h - tinggi.
energi potensial pegas
energi potensial tubuh deformasi elastis disebut kuantitas fisik Ep, bahwa ketika Anda mengubah kecepatan gerakan maju dengan kekuatan elastisitas berkurang persis sebanyak meningkat energi kinetik.Springs (dan tubuh lainnya deformasi elastis) memiliki PE, yang sama dengan setengah produk kekakuan mereka k kuadrat dari ketegangan: x = kx2: 2.
energi kinetik: rumus dan definisi
Terkadang nilai pekerjaan mekanik dapat dilihattanpa menggunakan konsep kekuasaan dan gerakan, dengan fokus pada fakta bahwa pekerjaan merupakan perubahan energi tubuh.Semua yang kita mungkin perlu - adalah massa tubuh dan kecepatan awal dan akhir yang akan membawa kita untuk energi kinetik.Energi kinetik (KE) - energi disebabkan tubuh sebagai hasil dari gerak sendiri.
energi kinetik angin, digunakan untuk memberikan turbin angin gerak.Didorong oleh massa udara memberikan tekanan pada landai dari sayap turbin angin dan membuat mereka berbalik.Sistem transmisi gerakan berputar menggunakan mekanisme transfer, melakukan beberapa pekerjaan.Didorong oleh air, ternyata kekuatan turbin, kehilangan beberapa nya EC, melakukan pekerjaan.Terbang tinggi di bidang langit, selain PE, CE.Jika tubuh dalam keadaan istirahat, yaitu, kecepatan gerak adalah nol, dan QE adalah nol relatif terhadap bumi.Didirikan eksperimental bahwa bobot yang lebih besar dari tubuh dan kecepatan di mana ia bergerak, semakin TBE.Rumus energi kinetik dari gerak translasi dalam ekspresi matematika berikut:
mana Untuk - energi kinetik, m - berat badan, v - kecepatan.Perubahan
energi kinetik
Sejak kecepatan tubuh adalah variabel tergantung pada pilihan kerangka acuan, nilai FE tubuh juga tergantung pada pilihan.Perubahan energi kinetik (IKE), tubuh ini disebabkan oleh aksi kekuatan eksternal pada tubuh F .Sebuah jumlah fisik , yang IKE ΔEk tubuh karena aksi kekerasan pada dirinya F, yang disebut operasi: A = ΔEk. Jika tubuh yang bergerak dengan kecepatan v 1 , gaya F , bertepatan dengan arah, kecepatan gerakan tubuh akan meningkatkan waktu selang t ke tertentu nilai v 2 .Ini IKE sama:
Dimana m - berat badan; d - jalan tubuh dilalui; VF1 = (V2 - V1);VF2 = (V2 + V1);a = F: m .Hal ini untuk formula ini dihitung, berapa banyak energi kinetik berubah.Rumus juga mungkin memiliki interpretasi berikut: ΔEk = Flcos ά , di mana cosά adalah sudut antara vektor gaya F dan kecepatan V .
rata energi kinetik
Kinetic energy adalah energi ditentukan oleh kecepatan dari poin yang berbeda yang dimiliki sistem ini.Namun, menyadari bahwa perlu untuk membedakan antara dua energi ciri jenis gerakan: translasi dan rotasi.Rata-rata energi kinetik (SKE) dalam hal ini adalah perbedaan rata-rata antara total energi dari seluruh sistem dan kekuatannya pikiran, yaitu, pada kenyataannya, nilai - adalah nilai rata-rata dari energi potensial.Rumus energi kinetik rata-rata sebagai berikut:
mana k - adalah Boltzmann konstan;T - suhu.Ini adalah persamaan ini adalah dasar dari teori molekul-kinetik.
rata energi kinetik dari molekul gas
Banyak percobaan ditemukan bahwa energi kinetik rata-rata molekul gas dalam gerakan maju pada suhu tertentu adalah sama dan tidak tergantung pada jenis gas.Selain itu, juga ditemukan bahwa dengan memanaskan gas pada 1 ° SKE bertambah satu dan nilai yang sama.Untuk memberitahu lebih tepatnya, nilai adalah: ΔEk = 2.07 x 10-23Dzh / C.Agar untuk menghitung apa yang adalah energi kinetik rata-rata molekul gas dalam gerakan maju, Anda harus, selain nilai relatif ini, bahkan tahu setidaknya satu nilai absolut dari energi gerak translasi.Dalam fisika akurat menentukan nilai-nilai ini untuk berbagai suhu.Sebagai contoh, pada suhu 500 t = ° energi kinetik dari gerak translasi molekul Ek = 1600 x 10-23Dzh. Mengetahui nilai 2 ( ΔEk dan Ek), bagaimana kita bisa menghitung energi gerak translasi molekul pada suhu tertentu, dan untuk memecahkan masalah terbalik - untuk menentukan suhu di nilai yang diberikan energi.
Akhirnya, kita dapat menyimpulkan bahwa energi kinetik rata-rata molekul, rumus yang ditunjukkan atas, itu tergantung hanya pada suhu mutlak (dan untuk setiap keadaan materi).Hukum
konservasi total studi mekanik
energi dari gerak tubuh bawah aksi gravitasi dan kekuatan elastis menunjukkan bahwa ada kuantitas fisik, yang disebut energi potensial E ;itu tergantung pada frame tubuh, dan perubahan yang disamakan IKE, yang diambil dengan tanda berlawanan: Δ E = - ΔEk. demikian, jumlah perubahan CE dan PE tubuh yang berinteraksi dengan gaya gravitasi dan elastisitas sama dengan 0 : Pasukan Δ En + ΔEk = 0 , yang hanya bergantung pada koordinat tubuh, yang disebut konservatif.Pasukan menarik dan pasukan elastis yang konservatif.Jumlah energi kinetik dan potensial dari tubuh penuh energi mekanik: En + Ek = E
Fakta ini, yang telah terbukti eksperimen paling akurat,
disebut hukum kekekalan energi mekanik.Jika tubuh berinteraksi dengan kekuatan-kekuatan yang tergantung pada kecepatan relatif, energi mekanik dari sistem tubuh berinteraksi tidak disimpan.Contoh dari jenis kekuatan, yang disebut non-konservatif , adalah gesekan.Jika tubuh dari gaya gesek, perlu untuk mengatasi mereka untuk mengeluarkan energi yang merupakan bagian dari itu digunakan untuk melakukan pekerjaan melawan kekuatan gesekan.Namun, pelanggaran hukum kekekalan energi hanya khayalan, karena merupakan kasus khusus dari hukum umum konservasi dan transformasi energi.Tubuh energi pernah menghilang dan muncul kembali: hanya diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.Ini hukum alam sangat penting, hal itu dilakukan di mana-mana.Hal ini juga kadang-kadang disebut sebagai hukum umum konservasi dan transformasi energi.Koneksi
antara energi internal tubuh, kinetik dan energi potensial
energi internal (U) dari tubuh - itu adalah energi yang penuh tubuh minus tubuh CE secara keseluruhan dan PE dalam kekuatan medan eksternal.Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa energi internal terdiri dari gerak acak dari molekul CE, PE, dan interaksi antara mereka vnutremolekulyarnoy energi.Energi internal - fungsi yang unik dari negara dari sistem yang mengatakan sebagai berikut: jika sistem dalam keadaan ini, energi internal mengambil nilai-nilai yang terkandung di dalamnya, terlepas dari apa yang terjadi sebelumnya.
Relativisme
Ketika kecepatan tubuh mendekati kecepatan cahaya, energi kinetik ditemukan dengan rumus berikut:
energi kinetik dari tubuh, rumus yang ditulis di atas, juga dapat dihitung pada prinsip berikut:
Contoh masalah dalam menemukan kinetikEnergi
1. Bandingkan energi kinetik dari berat bola 9 g, terbang pada kecepatan 300 m / s, dan seseorang dengan berat 60 kg, bepergian pada kecepatan 18 km / jam.
Jadi, apa yang kita telah diberikan: m1 = 0.009 kg;V1 = 300 m / s;m2 = 60 kg, V2 = 5 m / s.
Solusi:
- energi kinetik (formula): Ek = mv2: 2.
- Kami memiliki semua data untuk perhitungan dan, oleh karena itu, kita menemukan Ek untuk pria dan bola.
- 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.
Jawaban: Energi kinetik dari bola lebih kecil dari seseorang.
2. Tubuh dengan massa 10 kg telah diangkat ke ketinggian 10 meter, setelah itu dia dibebaskan.Apa CE itu akan memiliki pada ketinggian 5 m?Hambatan udara diperbolehkan untuk diabaikan.
Jadi, apa yang kita telah diberikan: m = 10 kg;h = 10 m; 1 h = 5 m;H = 9,81 g / kg. EK1 -?
Solusi:
- tubuh massa tertentu, diangkat ke ketinggian tertentu, memiliki energi potensial: Ep = mgh.Jika tubuh jatuh, itu adalah pada ketinggian h1 tertentu akan memiliki keringat.energi Ep = mgh1 dan kerabat.Energi EK1.Untuk benar menemukan energi kinetik dari rumus, yang telah ditunjukkan di atas, tidak akan membantu, dan karenanya memecahkan masalah sesuai dengan algoritma berikut.
- Pada langkah ini, kita menggunakan hukum kekekalan energi dan menulis: Ep1 + EK1 = E n
- Kemudian . EK1 = E n - Ep1 = mgh - mgh 1 = mg (h-h1).
- mensubstitusi nilai-nilai kita ke dalam rumus, kita mendapatkan: EK1 = 9,81 x 10 (10-5) = 490,5 J.
Jawaban: EK1 = 490,5 J.
3. roda gila dengan m massa dan jari-jari R, melilit sebuah sumbu yang melewati pusatnya.Kecepatan sudut dari pembungkus roda gila - ω .Dalam rangka untuk menghentikan roda gila untuk pelek yang ditekan terhadap sepatu rem bekerja padanya dengan kekuatan Ftreniya .Berapa banyak revolusi akan membuat roda gila untuk berhenti?Memperhitungkan bahwa berat roda gila berpusat pada rim.
Jadi, apa yang kita telah diberikan: m; R; ω; Ftreniya.N -?
Solusi:
- Dalam memecahkan masalah, kita asumsikan momentum roda gila omset setara seragam tipis hoop dengan radius R dan berat m, yang berubah menjadi kecepatan sudut ω.
- Energi kinetik dari tubuh adalah sama dengan: Ek = (J ω 2) 2, di mana J = m R 2.
- Flywheel berhenti, asalkan semua yang TBE dihabiskan untuk bekerja untuk mengatasi gaya gesekan Ftreniya, yang timbul antara pad rem dan pelek: Ek = Ftreniya * s, di mana
