Daily erfaring viser at eiendommen av kroppen kan bli flyttet, og flyttet for å stoppe.Vi er alltid noe å gjøre rundt verdens bustles, sol ... Men hvor i mennesker, dyr og naturen generelt har tatt styrke til å gjøre dette arbeidet?Enten mekanisk bevegelse forsvinner sporløst?Vil flytte en kropp bevegelse uten å endre den andre?Alt dette vil bli diskutert i denne artikkelen.
energikonsept for motoren, noe som gir bevegelsen av biler, traktorer, lokomotiver, fly trenger drivstoff, som er en kilde til energi.Elektriske motorer gir bevegelse av maskinen ved hjelp av elektrisitet.På grunn av energien av vann som faller fra en høyde, slår hydraulisk turbin forbundet med en elektrisk maskin, å frembringe en elektrisk strøm.Man å eksistere og arbeid, trenger også energi.De sier at for å gjennomføre for en del arbeid krever energi.Hva er energi?
- Observasjons 1. Løft bakken ballen.Mens han er i en tilstand av ro, er det mekaniske arbeidet ikke er utført.La ham gå.Av tyngdekraften ballen faller til bakken fra en viss høyde. Høsten ballen utført mekanisk arbeid.
- Observation 2. somknite våren, fikse sin tråden og legg litt vekt på våren.Ablaze tråden våren Rett ut og heve litt vekt på noen høyde. Spring utført mekanisk arbeid.
- Observation 3. På tralle vil fikse stang med en blokk på slutten.Gjennom blokken perekinem tråd hvis ene ende er viklet rundt aksen av lastebilen, og den andre henger søkke.Slipp søkke.Under påvirkning av tyngdekraften vil den falle ned og gi en vogn bevegelse. vekter utført mekanisk arbeid.
Etter å ha analysert alle de ovennevnte observasjoner, kan vi konkludere med at hvis kroppen eller flere organer i samspill utføre mekanisk arbeid, så sier vi at de har en mekanisk kraft eller energi.
energikonsept
energi (fra gresk ordet energi -. Aktiviteter) - er en fysisk størrelse som karakteriserer kroppens evne til å utføre arbeidet.Enheten av energi, samt arbeid i SI-systemet er en Joule (J 1).I et brev til energi merket med bokstaven E .Fra ovenstående undersøkelser er det klart at legemet utfører arbeid når overganger fra en tilstand til en annen.Energien av kroppen med forandringer (reduseres), og mekanisk arbeid utført av legemet er et resultat av en endring i den mekaniske kraft.
Typer av mekanisk energi.Konseptet med potensiell energi
Det finnes to typer av mekanisk energi: potensiell og kinetisk.Nå en nærmere titt på den potensielle energien.
potensiell energi (PE) - er energien bestemmes av den relative posisjonen til de organer som samhandler eller deler av kroppen selv.Siden hver kroppen og jord tiltrekker hverandre, det vil si, samhandle, PE legemet hevet over bakken, vil avhenge av høyden av løfte h .Jo høyere legeme heves, desto mer hans PE.Det ble fastslått eksperimentelt at PE ikke bare avhengig av den høyde hvor det er hevet, og kroppsvekt.Dersom legemene heves til den samme høyde, vil legemet har en større masse ha en større og PE.Formelen for denne energien er som følger: Ep = mgh, hvor Ep - er potensiell energi, m - vekt, g = 9,81 N / kg, h - høyde.
potensielle energien til fjæren
potensiell energi elastisk deformert kroppen kalles fysisk kvantitet Ep, at når du endrer hastigheten forover bevegelse av styrkene til elastisitet reduseres med akkurat så mye som den kinetiske energien øker.Springs (og andre elastisk deformert kropp) har en PE, som er lik halve produkt av sin stivhet k kvadratet av belastningen: x = kx2: 2.
kinetisk energi: formelen og definisjon
Noen ganger verdien av mekanisk arbeid kan seesuten bruk av begrepene kraft og bevegelse, og fokuserer på det faktum at arbeids representerer endringen i kroppens energi.Alt som vi kan trenge - er massen av en kropp og sin første og slutthastighet som vil føre oss til kinetisk energi.Den kinetiske energi (KE) - energien tilskrives legemet som et resultat av sin egen bevegelse.
kinetisk energi er vind, den brukes til å formidle bevegelsesvindturbiner.Drevet av luftmassene legge press på rampene på vingene av vindturbiner og gjøre dem snu.De roterende bevegelse transmisjonssystemer ved hjelp av overføringsmekanisme, utføre noe arbeid.Drevet av vannet, slår turbinen strøm, mister noe av sin EF, gjør arbeidet.Flyr høyt på himmelen flyet, i tillegg til PE, en CE.Hvis kroppen er i en tilstand av hvile, det er, er det bakkehastighet null, og dens CE forhold til jorden er null.Det ble fastslått eksperimentelt at jo større vekten av legemet og den hastigheten som den beveger seg, jo mer det TBE.Formelen for kinetiske energien til translasjonsforskning bevegelse i følgende matematiske uttrykk:
Hvor skal - kinetisk energi, m - kroppsvekt, v - hastighet.
forandring i kinetisk energi
Siden hastigheten av legemet er variabel, avhengig av valget av referanserammen, verdien av FE organ er også avhengig av valget.Endringen av kinetisk energi (IKE) legeme er på grunn av virkningen av en ytre kraft på legemet F .En fysisk kvantitet , som er IKE ΔEk kroppen på grunn av virkningen av kraft på ham F, kalt operasjon: A = ΔEk. Hvis en kropp som beveger seg med hastighet v en , kraften F , som sammenfaller med den retningen, vil hastigheten på bevegelsen av kroppen øke tidsintervallet t til en viss verdi v to .Dette IKE godt:
Hvor m - kroppsvekt; d - krysset stien av kroppen; VF1 = (V2 - V1);VF2 = (V2 + V1);a = F: m .Det er av denne formelen er beregnet, hvor mye kinetisk energi blir endret.Formelen kan også tolkes som følger: ΔEk = FLCOS ά , hvor cosά er vinkelen mellom vektorene av kraft F og hastighet V .
gjennomsnittlig kinetisk energi
Kinetisk energi er energien som bestemmes av hastigheten av de forskjellige punkter som tilhører dette systemet.Vær imidlertid oppmerksom på at det er nødvendig å skille mellom to energi preger ulike typer bevegelse: translasjonsforskning og rotasjons.Den midlere kinetisk energi (SKE) i dette tilfellet er den gjennomsnittlige forskjell mellom den totale energien i hele systemet og dets kraft av tankene, det vil si i virkeligheten sin verdi - er gjennomsnittsverdien av den potensielle energi.Formelen av gjennomsnittlig kinetisk energi av de følgende:
hvor k - er Boltzmanns konstant;T - temperatur.Det er denne ligningen er grunnlaget for den molekylære-kinetisk teori.
midlere kinetisk energi av gassmolekyler
Tallrike forsøk ble det funnet at den midlere kinetisk energi av gassmolekyler i foroverbevegelsen ved en gitt temperatur er den samme, og er ikke avhengig av den type gass.Videre ble det også funnet at ved oppvarming av gassen ved en ° SKE inkrementert med en og samme verdi.For å fortelle mer presist, er verdien: ΔEk = 2,07 x 10-23Dzh / C. for å beregne hva som er den midlere kinetisk energi av gassmolekyler i bevegelse fremover, må, i tillegg til den relative verdi, selv vet at i det minste en absoluttverdi av energien til translatorisk bevegelse.I fysikk for nøyaktig å bestemme disse verdiene for et bredt område av temperaturer.For eksempel, ved en temperatur t = 500 ° C kinetisk energi av den translatoriske bevegelse av molekylet Ek = 1600 x 10-23Dzh. kjenne verdien 2 ( ΔEk og Ek), hvordan vi beregne energien av den translatoriske bevegelse av molekylene ved en gitt temperatur, og for å løse det inverse problemet - for å bestemme temperaturen ved de gitte verdier av energi.
Endelig kan vi konkludere med at den midlere kinetisk energi til molekylene, formelen er vist ovenfor, avhenger bare av den absolutte temperatur (og for hver tilstand av materie).
loven om bevaring av total mekanisk energi
studie av bevegelse av legemene under påvirkning av tyngdekraften og de elastiske krefter som viste at det er en fysisk størrelse som er kalt potensiell energi E ;det kommer an på kroppen ramme, og dens endring er likestilt IKE, som er tatt med motsatt fortegn: Δ E = - ΔEk. Dermed er mengden av endring av CE og PE kropp som samhandler med gravitasjonskreftene og elastisitet lik 0 : Δ En + ΔEk = 0. krefter, som avhenger bare på koordinatene i kroppen, kalt konservative. attraktive krefter og elastiske krefter er konservative.Summen av de kinetiske og potensielle energien i kroppen er full av mekanisk energi: En + Ek = E
Dette faktum, som har vist seg de mest nøyaktige eksperimenter, kalt
loven om bevaring av mekanisk energi .Dersom legemet kommuniserer med de krefter som er avhengig av den relative hastighet, blir den mekaniske energien til systemet samvirkende organer ikke lagret.Et eksempel på denne type av krefter, som er kalt ikke-konservative , er friksjon.Dersom kroppen av en friksjonskraft, er det nødvendig å overvinne dem å bruke energi som er en del av det er brukt til å utføre arbeid mot de krefter som friksjon.Imidlertid er brudd på loven om bevaring av energi bare innbilt, fordi det er et spesialtilfelle av den generelle loven om bevaring og transformasjon av energi. energi organer aldri forsvinner og dukker opp igjen: det bare konvertert fra en form til en annen.Denne loven i naturen er veldig viktig, det er gjort overalt.Det er også noen ganger referert til som den generelle loven om bevaring og transformasjon av energi.
forbindelse mellom den indre energi i kroppen, de kinetiske og potensielle energi
indre energi (U) av legemet - det er sin fulle energi i kroppen minus CE kroppen som helhet og dets PE i den ytre feltstyrke.Ut fra dette kan vi konkludere med at den indre energien er sammensatt av den tilfeldige bevegelse av molekyler av CE, PE, og vekselvirkningen mellom dem vnutremolekulyarnoy energi.Indre energi - en single-verdsatt funksjon av staten, noe som betyr følgende: Hvis systemet er i denne tilstanden, og tar sitt indre energi dets iboende verdier, uavhengig av hva som skjedde før.
Relativ
Når hastigheten av legemet nær lysets hastighet, blir den kinetiske energi som finnes av følgende formel:
kinetiske energi av kroppen, med formel som ble skrevet ovenfor, kan det også beregnes på følgende prinsipp:
Eksempler på problemer med å finne en kinetiskEnergy
1. Sammenlign den kinetiske energien til ballen vekt 9 g, flyr med en hastighet på 300 m / s, og en person som veier 60 kg, reiser med en hastighet på 18 km / t.
Så, hva vi har fått: m1 = 0009 kg;V1 = 300 m / s;m2 = 60 kg, V2 = 5 m / s.
Løsning:
- kinetisk energi (formel): Ek = mv2: 2.
- Vi har alle data for beregningen, og derfor finner vi Ek for mannen og ballen.
- 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 energien til ballen er mindre enn en person.
2. En kropp med en masse på 10 kg har blitt hevet til en høyde på 10 meter, etter at han ble løslatt.Hva CE det vil ha i en høyde av 5 m?Luftmotstanden er lov til å bli neglisjert.
Så, hva vi har fått: m = 10 kg;H = 10 m; h 1 = 5 m;g = 9,81 N / kg. EK1 -?
Løsning:
- kropp viss masse, hevet til en viss høyde, har en potensiell energi: Ep = mgh.Hvis kroppen faller, er det i en viss høyde h1 vil ha en svette.energi Ep = mgh1 og pårørende.EK1 energi.Til funnet riktig den kinetiske energien av formelen, som har vært vist ovenfor, virker ikke og derfor løse problemet i henhold til følgende algoritme.
- I dette trinnet, bruker vi loven om bevaring av energi og skrive: Ep1 + EK1 n = E.
- Så EK1 = E n - Ep1 = mgh - mgh 1 = mg (h-h1).
- Erstatte våre verdier inn i formelen, får vi: EK1 = 9,81 x 10 (10-5) = 490,5 J.
Svar: EK1 = 490,5 J.
3. svinghjul med en masse m og radius R, pakket rundt en akse som går gjennom sentrum.Vinkelhastigheten av svinghjulet innpakning - ω .For å stoppe svinghjulet til dets kant presses mot bremseskoen som virker på den med kraft Ftreniya .Hvor mange revolusjoner vil gjøre svinghjulet til en stopp?Ta hensyn til at vekten på svinghjulet er sentrert på felgen.
Så, hva vi har fått: m; R; ω; Ftreniya.N -?
Løsning:
- I løse problemet, antar vi momentum svinghjul svinger som en tynn uniform bøyle med radius R og vekt m, som blir til en vinkelhastighet ω.
- Den kinetiske energien i kroppen er lik: Ek = (J ω 2) 2, der J = m R 2.
- Flywheel stopp, forutsatt at alle sine TBE brukt på arbeidet med å overvinne friksjonskraften Ftreniya, oppstår mellom bremsekloss og rim: Ek = Ftreniya * s, hvor
