Codziennie pokazuje, że własność ciała można przesuwać, i przeniósł się do zatrzymania.Jesteśmy zawsze coś do zrobienia wokół toczy świata, słońca ... Ale gdzie u ludzi, zwierząt i przyrody w ogóle miały siłę do tej pracy?Czy ruch mechaniczny znika bez śladu?Czy ruch ruch jedno ciało bez zmiany innych?Wszystko to zostanie omówione w tym artykule.
koncepcji energetycznej dla silnika, co daje ruch samochodów, ciągników, lokomotywy, samoloty potrzebują paliwa, który jest źródłem energii.Silniki elektryczne daje ruchu maszyny za pomocą energii elektrycznej.Ze względu na energię wody upadku z wysokości, obrócić turbinę hydrauliczną połączoną z maszyn elektrycznych, wytwarzając prąd elektryczny.Człowiek istnieć i pracować, trzeba również energię.Mówią, że w celu wykonywania pracy w celu wymaga energii pewne.Co to jest energia?
- 1. Podnieść obserwacji piłkę gruntowych.Podczas gdy on jest w stanie spokoju, praca mechaniczna nie jest wykonywane.Daj mu odejść.Grawitacyjnie piłka spadnie na ziemię z pewnej wysokości. Podczas upadku piłki wykonał pracę mechaniczną.
- Obserwacja 2. somknite wiosna, naprawić swój wątek i umieścić trochę wagi na wiosnę.Ogniu wątek wiosna wyprostować i podnieść trochę wagi na jakiejś wysokości. Wiosna wykonywał pracę mechaniczną.
- Observation 3. Na wózku ustali pręt z bloku na końcu.Przez blok perekinem nici z których jeden koniec jest nawinięty wokół osi wózka, a drugi obciążnik wiszącej.Puść ciężarka.Pod działaniem grawitacji to upaść i dać ruch wózka.Wagi wykonywał pracę mechaniczną.
Po przeanalizowaniu wszystkich powyższych obserwacji można stwierdzić, że jeżeli organ lub kilka organów podczas wykonywania pracy mechanicznej interakcji, to mówimy, że mają energię mechaniczną lub energię.
koncepcji energetycznej
energii (od greckiego słowa energii -. Działania) - jest wielkością fizyczną, która charakteryzuje zdolność organizmu do wykonywania pracy.Jednostka energii, a także pracować w układzie SI jest dżul (1 J).W liście do energii oznaczonej literą E .Z powyższych badań jest oczywiste, że ciało wykonuje pracę po przejściu z jednego stanu do drugiego.Energia ciała ze zmianami (zmniejszenia), a praca mechaniczna wykonana w organizmie jest wynikiem zmiany w jego mocy mechanicznej.
Rodzaje energii mechanicznej.Koncepcja potencjału
energii
Istnieją 2 rodzaje energii mechanicznej: potencjalna i kinetyczna.Teraz bliżej przyjrzeć się energii potencjalnej.
energia potencjalna (PE) - jest to energia zależy od względnego położenia ciał, które oddziałują lub części samego ciała.Ponieważ każdy korpus i ziemia przyciągają się wzajemnie, to znaczy oddziaływać, PE ciała podniesione nad podłoże zależą od wysokości podnoszenia h .Wyższy korpus jest podnoszony, bardziej jego PE.Stwierdzono doświadczalnie, że PE zależy nie tylko od wysokości, na której jest ona podniesiona i masy ciała.Jeśli korpusy są podniesione do tej samej wysokości, korpus ma większą masę będzie mieć większy i PE.Wzór tej energii jest następujący: Ep = mgh , gdzie Ep - jest energia potencjalna, m - masa, g = 9,81 N / kg, h - wysokość.
energia potencjalna sprężyny
energia potencjalna elastycznie zdeformowane ciała nazywana jest wielkością fizyczną Ep, że po zmianie prędkości ruchu do przodu przez siły sprężystości zmniejsza się dokładnie tyle, ile kinetycznej energii wzrasta.Springs (i inne elastycznie zdeformowane ciała) mają PE, która jest równa połowie iloczynu ich sztywności k placu szczepu: x = KX2: 2.
energia kinetyczna: formuła i definicja
Czasami wartość pracy mechanicznej można zobaczyćbez użycia pojęcia władzy i ruchu, koncentrując się na tym, że praca stanowi zmianę energii organizmu.Wszystko, co możemy potrzebować - jest masa ciała i jego prędkości początkowej i końcowej, który doprowadzi nas do energii kinetycznej.Energia kinetyczna (KE) - energii związane z korpusem w wyniku własnego ruchu.
energia kinetyczna jest wiatr, to jest używany do przekazywania ruchu turbin wiatrowych.Kierując się mas powietrza wywierają presję na rampach skrzydeł turbin wiatrowych i ich zawrócić.Obrotowe systemy transmisji ruchu za pomocą mechanizmu transferu, wykonując jakąś pracę.Napędzane przez wodę, zamienia moc turbiny, traci na WE, wykonują pracę.Latające wysoko na niebie samolotu, oprócz PE, CE.Jeśli korpus znajduje się w stanie spoczynku, czyli jego prędkość jazdy jest zero, a jej CE względem ziemi jest zero.Stwierdzono doświadczalnie, że wyższy ciężar ciała i szybkości, z jaką porusza się, tym bardziej TBE.Formuła energii kinetycznej ruchu postępowego w następującym wyrażeniem matematycznym:
Gdzie - energia kinetyczna, m - masa ciała, v - prędkość.
Zmiana energii kinetycznej
Ponieważ prędkość korpusu jest zmienna w zależności od wyboru w układzie odniesienia, wartość FE ciała zależy także od wyboru.Zmiana energii kinetycznej (IKE) ciała, w wyniku działania siły zewnętrznej na korpusie F .Wielkością fizyczną , która jest IKE ΔEk ciała, w wyniku działania siły F na nim zwany operacji: A = ΔEk. Jeżeli ciało porusza się z prędkością v 1 , siły F , co zbiegło się z kierunku, prędkość ruchu ciała wzrośnie przedziale czasu t do pewnej wartości v 2 .Ten IKE oraz:
Gdzie m - masa ciała; d - ciągnie się ścieżka do ciała; VF1 = (V2 - V1);VF2 = (V1 + V2);= F: m .To z tego wzoru obliczono ile kinetyczna energia ulega zmianie.Wzór może być interpretowany w sposób następujący: ΔEk = Flcos ά gdzie cosά jest kąt między wektorami sił F i prędkości V .
średnia energia kinetyczna
Energia kinetyczna energia jest określana przez prędkość poszczególnych punktów należących do tego układu.Należy jednak pamiętać, że konieczne jest rozróżnienie między dwoma energii scharakteryzować różne rodzaje ruchu: translacyjne i rotacyjne.Średnia energia kinetyczna (SKE) jest w tym przypadku średnia różnica pomiędzy całkowitej energii całego systemu oraz jego mocy uwadze, że to w rzeczywistości, jego wartość - ma średnią wartość energii potencjalnej.Formuła średniej energii kinetycznej z następujących powodów:
gdzie k - stała Boltzmanna jest;T - temperatura.To równanie jest podstawie teorii cząsteczkowej kinetycznej.
średnia energia kinetyczna cząsteczek gazu
licznych doświadczeń okazało się, że średnia energia kinetyczna cząsteczek gazu w ruchu do przodu w określonej temperaturze jest taka sama i nie zależy od rodzaju gazu.Co więcej, stwierdzono również, że przez ogrzewanie gazu na 1 ° SKE jest zwiększany o jeden i tej samej wartości.Powiedzieć dokładniej, wartość: ΔEk = 2,07 x 10-23Dzh / C.Kolejność obliczyć jaka jest średnia energia kinetyczna cząsteczek gazu w ruchu do przodu, należy oprócz tego względnej wartości, nawet wiedzieć, co najmniej jedną wartość bezwzględną energii ruchu postępowego.W fizyce dokładnego wyznaczenia tych wartości dla szerokiego zakresu temperatur.Na przykład, w temperaturze T = 500 ° C energia kinetyczna ruchu postępowego cząsteczki Ek = 1600 x 10-23Dzh. Znając wartość 2 ( ΔEk i Ek), jaki sposób możemy obliczyć energię ruchu postępowego cząsteczek w danej temperaturze, a do rozwiązania odwrotnego problemu - w celu określenia temperatury w podanych wartości energii.
Wreszcie, można stwierdzić, że średnia energia kinetyczna cząsteczek, których wzór jest pokazane powyżej, zależy tylko od temperatury bezwzględnej (i dla każdego stanu materii).Prawo
zachowania całkowitej energii badania mechaniczne
w ruchu ciał pod wpływem grawitacji i sił sprężystych pokazał, że nie jest wielkością fizyczną, która nazywa się energia potencjalna E ;to zależy od ramy nadwozia, a jej zmiany są utożsamiane IKE, która jest pobierana z przeciwnym znakiem: Δ E = - ΔEk. Zatem kwota zmiany CE i PE ciała, które współdziałają z siłami grawitacji i sprężystości jest równa 0 : siły Δ En + ΔEk = 0. , które zależą tylko od współrzędnych ciała, zwane konserwatywne. siły przyciągania i siły sprężyste są konserwatywne.Suma energii kinetycznej i potencjalnej ciała jest pełen energii mechanicznej: En + Ek = e
Fakt ten, który okazał najdokładniejsze eksperymenty,
zwane prawem ochrony mechanicznej energii.Jeśli korpus interakcji z siłami, które są zależne od prędkości względnej energii mechanicznej układu ciał oddziałujących nie został zapisany.Przykładem tego rodzaju siłom, które nazywane są niekonserwatywne , to tarcie.Jeśli ciało siły tarcia, konieczne jest przezwyciężenie je wydatkować energię, która jest jego częścią jest używany do wykonywania pracy przeciwko siłom tarcia.Jednakże naruszenie prawa zachowania energii jest tylko wyimaginowane, ponieważ jest to szczególny przypadek ogólnego prawa ochrony i przetwarzania energii.Ciała nigdy nie znika energii i pojawi się ponownie: tylko przekształcone z jednej postaci w drugą.To prawo natury jest bardzo ważne, że odbywa się to wszędzie.Jest to czasami nazywane ogólnym prawem zachowania i przemiany energii.Połączenie
między energii wewnętrznej ciała, energii kinetycznej i potencjalnej
energia wewnętrzna (U) ciała - to jest jego pełna energii ciała minus ciała CE jako całości i jej PE w zewnętrznej siły pola.Można z tego wnioskować, że energia wewnętrzna składa się z przypadkowych ruchów cząsteczek CE, PE i interakcji między nimi vnutremolekulyarnoy energii.Energia wewnętrzna - jedną wartość funkcja państwa, co oznacza następujące: jeśli system jest w tym stanie, jego energia wewnętrzna ma wartości zawartych, niezależnie od tego, co wydarzyło się wcześniej.
Relatywizm
Kiedy prędkość ciała bliską prędkości światła, energia kinetyczna jest znaleźć się według następującego wzoru:
energia kinetyczna ciała, formuła, który został napisany powyżej, mogą być obliczane na następującej zasadzie:
Przykłady problemów ze znalezieniem kinetycznaEnergia
1. Porównaj energii kinetycznej masy kulki 9 g, lecąc z prędkością 300 m / s, a osoba o wadze 60 kg, porusza się z prędkością 18 km / h.
Więc, co zostało nam dane: m1 = 0009 kg;V1 = 300 m / s;m2 = 60 kg V2 = 5 m / s.
Rozwiązanie:
- energia kinetyczna (wzór): Ek = Mv2: 2.
- Mamy wszystkie dane do obliczeń, a więc znajdziemy Ek dla człowieka i piłki.
- 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.
Odpowiedź: energia kinetyczna kuli jest mniejsza od osoby.
2. Ciało o masie 10 kg został podniesiony na wysokość 10 metrów, po czym został zwolniony.CE, co będzie miało na wysokości 5 m?Opór powietrza może być zaniedbywane.
Więc, co zostało nam dane: m = 10 kg;h = 10 m; h 1 = 5 m;g = 9,81 N / kg. EK1 -?
Rozwiązanie:
- pewnej masy ciała, podniesione do pewnej wysokości, ma energię potencjalną: Ep = MGH.Jeżeli ciała spada, to jest na pewnej wysokości H1 mają potu.energii Ep = mgh1 i kin.Energii EK1.Prawidłowo znaleźć energię kinetyczną wzoru, jak wykazano powyżej, nie działa, a zatem rozwiązuje się problem, zgodnie z następującym algorytmem.
- W tym kroku możemy użyć zasadę zachowania energii i napisać: Ep1 + EK1 n = E.
- Następnie EK1 = E n - Ep1 = MGH - MGH 1 = mg (h-h1).
- Podstawiając nasze wartości do wzoru otrzymujemy: EK1 = 9,81 x 10 (10-5) = 490,5 J.
Odpowiedź: Ek1 = 490,5 J.
3. Koło zamachowe o masie m i promienia R, owinięta wokół osi przechodzącej przez jej środek.Prędkość kątowa zawijania koła zamachowego - ω .W celu zatrzymania koła zamachowego do obręczy jest dociskany do klocka hamulcowego, działając na niego z siłą Ftreniya .Ile obrotów będzie koło zamachowe do zatrzymania?Weź pod uwagę, że masa koła zamachowego jest na środku obręczy.
Więc, co zostało nam dane: m; R; ω; Ftreniya.N -?
Rozwiązanie:
- W rozwiązaniu problemu, przyjmujemy, pęd koło zamachowe obraca jak cienka jednolitego obręcz o promieniu R i wagi m, która zamienia się w prędkości kątowej ω.
- energia kinetyczna ciała jest równa: Ek = (J ω 2) 2, gdzie J = m R 2.
- zamachowe przystanek, pod warunkiem, że wszystkie jego TBE spędził na pracy, aby pokonać siły tarcia Ftreniya, powstałe pomiędzy klockiem hamulcowym i obręczy: Ek = Ftreniya * s, gdzie
