אנרגיה קינטית : הגדרת נוסחה .מצא אתהאנרגיה הקינטית של המולקולות שלתנועת translational ,גוף האביב ,מולקולות הגז ?

יומי מראה כי רכושו של הגוף ניתן להעביר, ועבר ללעצור.אנחנו תמיד משהו לעשות סביב תחתוניות העולם, השמש ... אבל איפה בבני אדם, בעלי חיים, וטבע בכלל לקחתי את הכוח לעשות את העבודה הזאת?אם תנועה מכאנית נעלמה בלי להשאיר עקבות?האם תנועת גוף מהלך אחד מבלי לשנות האחרים?כל זה יידון במאמר זה.מושג אנרגיית

עבור המנוע, שנותן את התנועה של מכוניות, טרקטורים, קטרים, מטוסים צריכים דלק, שהוא מקור האנרגיה.אלקטרו מנועים לתת התנועה של המכונה באמצעות חשמל.בשל האנרגיה של מים נופלים מגובה, פונה טורבינה הידראולית מחוברת למכונות החשמל, הפקת זרם חשמלי.אדם להתקיים ועבודה, גם זקוקים לאנרגיה.הם אומרים כי על מנת לבצע כדי עבודה דורשת אנרגיה.מה היא אנרגיה?

• תצפית הרם את האדמה, והכדור.בזמן שהוא נמצא במצב של שלווה, העבודה המכנית לא מבוצעת.תן לו ללכת.על ידי כוח הכבידה הכדור נופל על קרקע מגובה מסוים. במהלך הנפילה של הכדור ביצע עבודה מכאנית.אביב somknite תצפית 2.
• , לתקן חוטה ולשים את המשקל קטן על הקפיץ.ליישר אביב חוט באש ולהעלות במשקל קטן בכמה גובה. האביב ביצע עבודה מכאנית.תצפית
• 3. בעגלה תהיה לתקן את המוט עם בלוק בסוף.באמצעות חוט perekinem בלוק אחד סוף שנכרך סביב הציר של המשאית, והמשקולת התלויה האחרות.עזוב את המשקולת.תחת הפעולה של כוח משיכה שייפול למטה ולתת תנועת עגלה.משקולות
  ביצעו עבודה מכאנית.

לאחר ניתוח כל התצפיות לעיל, אנו יכולים להסיק כי אם הגוף או מספר גופים באינטראקציה לבצע עבודה מכאנית, אז אנחנו אומרים שיש להם כוח או אנרגיה מכאני.מושג אנרגיית

אנרגיית

(ממילת האנרגיה היוונית -. פעילויות) - היא כמות פיזית המאפיינת את יכולתו של הגוף לבצע את העבודה.יחידת אנרגיה, כמו גם העבודה במערכת SI היא ג'אול אחד (1 J).במכתב לאנרגיה כונה על ידי המכתב E .מהניסויים לעיל ברור שהגוף מבצע עבודה כאשר המעברים ממצב אחד למשנהו.האנרגיה של הגוף עם השינויים (ירידה), והעבודה המכנית שבוצעה על ידי הגוף היא התוצאה משינוי בכח המכני שלה.

סוגים של אנרגיה מכאנית.הרעיון של

ישנם 2 סוגים של אנרגיה מכאנית: פוטנציאל וקינטית.עכשיו מבט קרוב יותר על האנרגיה הפוטנציאלית.

אנרגיה פוטנציאלית (PE) - היא האנרגיה שנקבעה על ידי המיקום היחסי של הגופים הפועלים באינטראקציה או חלקי הגוף עצמו.מאז כל גוף וכדור הארץ מושכים אחד את השני, כלומר, אינטראקציה, גוף PE המורם מעל הקרקע יהיה תלוי בגובה של הרמת h .גבוה יותר בגוף עולה, יותר PE.היא הוקמה בניסוי שPE תלוי לא רק בגובה שבבו הוא גדל, ומשקל הגוף.אם הגופים גדלים באותו הגובה, הגוף שיש לו מסה גדולה יותר יהיה גדול יותר וPE.הנוסחה של אנרגיה זו היא כדלקמן: Ep = MGH, בי Ep - היא אנרגיה פוטנציאלית, מ '- משקל, G = 9,81 N / קילוגרם, h - גובה.אנרגיה פוטנציאלית

של האביב

גוף מעוות אלסטית אנרגיה פוטנציאלית נקראת כמות פיזית EP, שכאשר אתה משנה את המהירות של תנועה קדימה על ידי הכוחות של גמישות פוחתת על ידי בדיוק באותה מידה כמו עליות האנרגיה קינטית.ספרינגס (וגוף מעוות elastically אחר) יש PE, שהוא שווה למחצית התוצר של קשיחותם k הרבוע של המתח: x = kx2: אנרגיה קינטית 2.

: הנוסחה והגדרת

לפעמים את הערך של עבודה מכאנית שניתן לראותללא השימוש במושגים של כוח ותנועה, המתמקדים בעובדה שהעבודה מייצגת את השינוי באנרגיה של הגוף.כל מה שאנו צריכים - הוא המסה של גוף ומהירות הראשונית וסופית שיוביל אותנו לאנרגיה קינטית.האנרגיה קינטית (KE) - המיוחס לגוף כתוצאה מהתנועה שלה באנרגיה.אנרגיה קינטית

היא רוחות, זה משמש כדי להקנות טורבינות רוח תנועה.מונע על ידי המוני אוויר להפעיל לחץ על הרמפות של הכנפיים של טורבינות רוח ולגרום להם להסתובב.מערכות תמסורת תנועה סיבוביות באמצעות מנגנון ההעברה, ביצוע קצת עבודה.מונע על ידי המים, הופך את חשמל הטורבינות, מאבד חלק מEC, עושה את העבודה.עף גבוהה בשמי המטוס, בנוסף לPE, CE.אם הגוף נמצא במצב של מנוחה, דהיינו, מהירות הקרקע שלו היא אפס, והספירה שלו ביחס לכדור הארץ היא אפס.היא הוקמה בניסוי שהמשקל הגדול יותר של הגוף והמהירות שבה הוא נע, TBE זה יותר.הנוסחה של האנרגיה הקינטית של תנועת translational בביטוי המתמטי הבא:

היכן - אנרגיה קינטית, מ ' - משקל גוף, נ - מהירות.שינוי

באנרגיה הקינטית

מאז המהירות של הגוף משתנה בהתאם לבחירה של מסגרת ההתייחסות, הערך של גוף FE גם תלוי בבחירה.השינוי של אנרגיה קינטית גוף (IKE) הוא עקב הפעולה של כוח חיצוני על הגוף F .כמות פיזית , שהנו גוף IKE ΔEk עקב הפעולה של כוח עליו F, כינתה את הפעולה: = ΔEk. אם גוף שנע עם נ מהירות 1, הכוח F , בד בבד עם הכיוון, מהירות תנועה של הגוף יגדיל את לא מרווח הזמן ל נ מסוים ערך 2.זה IKE גם:

איפה מ ' - משקל גוף; ד - חצה נתיב של הגוף; Vf1 = (V2 - V1);Vf2 = (V2 + V1);= F: מ '.זה לנוסחה זו מחושבת, כמה אנרגיה הקינטית השתנתה.הנוסחה גם יכולה להתפרש כלהלן: ΔEk = Flcos ά , בי cosά היא הזווית בין הווקטורים של כוח F ומהירות V .אנרגיה ממוצעת

אנרגיה קינטית

קינטי היא האנרגיה שנקבעה על ידי המהירות של נקודות השונות השייכים למערכת זו.עם זאת, להיות מודע לכך שיש צורך להבחין בין שתי אנרגיה מאפיין סוגים שונים של תנועה: translational וסיבובי.האנרגיה קינטית הממוצעת (SKE) במקרה זה היא ההבדל הממוצע בין האנרגיה הכוללת של המערכת כולה וכוחה של נפש, שהוא, למעשה, הערך שלה - הוא הערך הממוצע של האנרגיה הפוטנציאלית.הנוסחה של האנרגיה קינטית הממוצעת של הבא:

כאשר k - הוא קבוע בולצמן;T - טמפרטורה.זה משוואה זו היא בסיס לתאוריה המולקולרית-קינטית.האנרגיה קינטית ממוצעת

של ניסויים רבים מולקולות גז

נמצאה כי האנרגיה הקינטית הממוצעת של מולקולות גז בתנועה קדימה בטמפרטורת נתונה היא זהה ואינה תלויה בסוג של גז.יתר על כן, נמצא גם שעל ידי חימום הגז ליום 1 במעלות SKE מוגדל על ידי אחד ואת אותו הערך.לספר לייתר דיוק, הערך הוא: ΔEk = 2.07 x 10-23Dzh / גכדי לחשב מה היא האנרגיה קינטית הממוצעת של מולקולות גז בתנועה קדימה, עליך, בנוסף לערך היחסי הזה, אפילו יודע את הערך מוחלט לפחות אחד מהאנרגיה של תנועת translational.בפיסיקה כדי לקבוע במדויק את הערכים הללו למגוון רחב של טמפרטורות.לדוגמא, בt טמפרטורה = 500 ° C אנרגיה קינטית של תנועת translational של המולקולה אק = 1600 x 10-23Dzh. לדעת את ערך 2 ( ΔEk ו EK), איך אנחנו יכולים לחשב את האנרגיה של תנועת translational של המולקולות בטמפרטורת נתונה, וכדי לפתור את הבעיה ההפוכה - כדי לקבוע את הטמפרטורה בערכים המסוימים של אנרגיה.

לבסוף, אנו יכולים להסיק כי האנרגיה הקינטית הממוצעת של המולקולות, הנוסחה שמוצגת לעיל, זה תלוי רק בטמפרטורה המוחלטת (ועבור כל מדינה של חומר).חוק

שימור מחקר

האנרגיה המכני הכולל של התנועה של גופים בפעולת כוח כובד והכוחות אלסטיים הראה שיש כמות גופנית, הנקראת אנרגיה פוטנציאלית E ;זה תלוי במסגרת הגוף, והשינוי שלה השווה IKE, אשר נלקח עם הסימן ההפוך: Δ E = - ΔEk. כך, סכום שינוי של CE וגוף PE כי אינטראקציה עם הכוחות הכבידה והגמישות הוא שווה 0 : כוחות Δ צמודים + ΔEk = 0. , אשר תלויים רק בקואורדינטות של הגוף, הנקראים שמרני.כוחות משיכת וכוחות אלסטיים הם שמרניים.הסכום של האנרגיות הקינטית ופוטנציאלית של הגוף מלא באנרגיה מכאנית: צמודים + אק = E

עובדה זו, אשר הוכחה בניסויים מדויקים ביותר,
נקראת חוק שימור אנרגיה המכנית.אם גוף אינטראקציה עם הכוחות שתלויים במהירות היחסית, האנרגיה המכנית של המערכת של גופי אינטראקציה לא נשמרה.דוגמא לסוג זה של כוחות, שנקרא שאינם שמרני , היא חיכוך.אם הגוף של כוח חיכוך, יש צורך להתגבר עליהם כדי להוציא אנרגיה שהיא חלק ממנו משמש לביצוע עבודה נגד כוחות החיכוך.עם זאת, הפרה של חוק שימור האנרגיה היא רק דמיונית, כי זה מקרה מיוחד של החוק הכללי של שימור ושינוי של אנרגיה.גופי אנרגיית לא נעלם ומופיעים שוב: זה רק להמיר מצורה אחת לאחרת.חוק זה הטבע הוא מאוד חשוב, זה נעשה בכל מקום.כמו כן הוא מכונה החוק הכללי של שימור ושינוי של אנרגיה לפעמים.חיבור

בין האנרגיה הפנימית של הגוף, האנרגיות הקינטית והאנרגיה פוטנציאליות הפנימית

(U) של הגוף - זה האנרגיה שלו מלאה של הגוף מינוס לגוף לספירה בכללותו וPE שלה בעוצמת השדה החיצונית.מכאן אנו יכולים להסיק כי האנרגיה הפנימית מורכבת מהתנועה האקראית של המולקולות של CE, PE, ואת האינטראקציה ביניהם vnutremolekulyarnoy אנרגיה.אנרגיה פנימית - פונקציה-ערך יחידה של המדינה, מה שאומר את הדברים הבאים: אם המערכת נמצאת במצב זה, האנרגיה הפנימית שלה לוקחת ערכים הטבועים בו, ללא קשר למה שקרה בעבר.

רלטיביזם

כאשר מהירות הגוף הקרוב למהירות האור, האנרגיה קינטית נמצאת על ידי הנוסחה הבאה: האנרגיה קינטית

של הגוף, את הנוסחה שנכתבה לעיל, הוא עשויה גם להיות מחושב על העיקרון הבא: דוגמאות

של בעיות במציאת הקינטיתאנרגיית

1. משווה את האנרגיה הקינטית של הכדור גרם במשקל 9, עף במהירות של 300 m / s, ואדם במשקל 60 קילוגרם, שנסע במהירות של 18 קילומטר / שעה.

אז מה יש לנו ניתנו: m1 = 0009 קילוגרם ;V1 = 300 m / s;m2 = 60 קילוגרם, V2 5 = m / s.

פתרון: אנרגיה קינטית

• (נוסחה): אק = MV2: 2.
• יש לנו את כל הנתונים לחישוב, ולכן, אנו מוצאים אק לאדם ואת הכדור.
• Ek1 = (ים 0.009 קילוגרם (300 מ '/ s 2)) 2 = 405 J;
• Ek2 = (x 60 קילוגרם (5 מ '/ s) 2) 2 = 750 ג'
• Ek1 & lt; Ek2.

התשובה : האנרגיה הקינטית של הכדור קטנה יותר מאדם.

2. גוף עם מסה של 10 קילוגרם הועלה לגובה של 10 מטרים, לאחר שהוא שוחרר.מה לספירה תהיה לה בגובה של 5 מ '?התנגדות אוויר מותר להיות מוזנחת.

אז מה יש לנו ניתנו: דקות = 10 קילוגרם ;h = 10 מ '; h 1 = 5 מ ';G = 9,81 N / kg. Ek1 -?

פתרון: גוף

• מסה מסוימת, שהועלתה לגובה מסוים, יש אנרגיה פוטנציאלית: Ep = MGH.אם הגוף נופל, זה בH1 גובה מסוים תהיה זיעה.אנרגיית Ep = mgh1 וקרובי משפחה.אנרגיית Ek1.למצאתי כראוי את האנרגיה הקינטית של הנוסחה, אשר הוכחה מעל, לא עובד ולכן לפתור את הבעיה על פי האלגוריתם הבא.
• בשלב זה, אנו משתמשים בחוק שימור האנרגיה וכתיבה: Ep1 + Ek1 n = א
• אז Ek1 = E n - Ep1 = MGH - MGH 1 = מ"ג (h-H1).
• החלפת הערכים שלנו לנוסחא, שאנחנו מקבלים: Ek1 = 9.81 x 10 (10-5) = 490.5 ג ' התשובה

: Ek1 = 490.5 ג '

3. גלגל התנופה עם המוני מ' ורדיוס R, הכרוך סביב ציר העובר דרך מרכזה.המהירות הזוויתית של עטיפת גלגל התנופה - ω .כדי לעצור את גלגל התנופה לשפתה הוא נלחץ נעלי בלם הפועלות עליו בכוח Ftreniya .כמה מהפכות תהפוך את גלגל התנופה לתחנה?קח בחשבון שהמשקל של גלגל התנופה מרוכז על השפה.

אז מה יש לנו ניתנו: דקות ; R; ω, Ftreniya.N -?

פתרון:

• בפתרון הבעיה, אנו מניחים גלגל תנופה תנופה הופכת כמו חישוק אחיד דק עם רדיוס R ומטר משקל, אשר הופך למהירות זוויתית ω .
• האנרגיה הקינטית של הגוף שווה ל: אק = (J ω 2) 2, שבו J = מ ' R 2. תחנת
• גלגל התנופה, ובלבד שכל TBE בילה בעבודה כדי להתגבר על כוח חיכוך Ftreniya, נובע בין כרית הבלם והשפה: אק = Ftreniya של *, שבו