Daily arată că proprietatea a corpului poate fi mutat, și sa mutat pentru a opri.Suntem mereu ceva de făcut în jurul bustles lume, soare ... Dar unde la om, animale, precum și natura, în general, au luat puterea de a face acest lucru?Dacă mișcarea mecanică dispare fără urmă?Va mișcare o mișcare a corpului, fără a schimba cealaltă?Toate acestea vor fi discutate în acest articol.Conceptul de energie
pentru motor, care dă mișcarea de automobile, tractoare, locomotive, avioane nevoie de combustibil, care este o sursă de energie.Motoarele electrice da deplasarea mașinii prin intermediul energiei electrice.Datorită energia apei cădere de la înălțime, transforma turbină hidraulică conectat la mașinile electrice, producând un curent electric.Om să existe și locul de muncă, de asemenea, nevoie de energie.Ei spun că, în scopul de a efectua, în scopul unor lucrări necesită energie.Ce este energia?
- observare 1. Ridicați mingea la sol.În timp ce el este intr-o stare de liniște, lucrul mecanic nu este efectuată.Lasa-l sa plece.De gravitație mingea cade la pământ de la o anumită înălțime.timpul căderea mingea efectuat lucru mecanic.
- observare 2. primăvară somknite, repara firul și a pus greutate mica pe arcul.Ablaze fir primăvară Îndreptați și ridica greutate mica pe unele înălțime. primăvară efectuat lucru mecanic.
- observare 3. Pe cărucior se va fixa tija cu un bloc de la sfârșitul.Prin fir perekinem bloc din care una capăt este înfășurat în jurul axei de camion, iar celălalt platinei agățat.Să mergem de platinei.Sub acțiunea gravitației ar cădea și să dea o mișcare cărucior.Greutăți efectuat lucru mecanic.
După analizarea tuturor observațiilor de mai sus, putem concluziona că în cazul în care organismul sau mai multe organisme în timpul interacțiunii realiza un lucru mecanic, atunci spunem că au o putere mecanică sau energie.Conceptul de energie
energie (de la energie cuvântul grecesc -. Activitati) - este o cantitate fizică care caracterizează capacitatea organismului de a efectua lucrările.Unitatea de energie, precum și lucrările în sistemul SI este un joule (1 J).Într-o scrisoare către energia notate cu litera E .Din experimentele de mai sus este evident că organismul își desfășoară activitatea în cazul în care tranzițiile de la un stat la altul.Energia corpului cu modificările (scade), și lucrul mecanic efectuat de către organismul este rezultatul unei schimbări în puterea sa mecanică.
Tipuri de energie mecanică.Conceptul de potențial
energie
Exista 2 tipuri de energie mecanică: potențial și cinetică.Acum o privire mai atentă la energia potențială.
energia potențială (PE) - este energia determinată de poziția relativă a organismelor care interacționează sau părți ale corpului în sine.Deoarece fiecare organism și pământul atrage reciproc, care este, să interacționeze, PE corpul ridicat deasupra solului va depinde de înălțimea de ridicare h .Cât corpul este ridicat, mai PE său.Sa stabilit experimental că PE depinde nu numai de altitudinea la care acesta este ridicat, iar greutatea corporală.Dacă corpurile sunt ridicate la aceeași înălțime, corpul având o masă mai mare va avea un mare și PE.Formula acestei energii este după cum urmează: Ep = mgh, unde Ep - este energia potențială, m - greutate, g = 9,81 N / kg, h - înălțimea.
energie potențială a arcului
potențial energetic corpul deformată elastic se numește mărime fizică Ep, că atunci când modificați viteza de deplasare înainte de către forțele de elasticitate scade cu exact la fel de mult ca creste cu energie cinetică.Springs (și alt organism deformată elastic) au un PE, care este egală cu jumătate din produsul rigiditatea k pătratul tulpinii: x = KX2: 2.
energie cinetică: formula și definirea
Uneori valoarea lucrului mecanic poate fi văzutfără utilizarea conceptelor de putere și de circulație, cu accent pe faptul că lucrările reprezintă schimbarea energetic al corpului.Tot ce am putea avea nevoie - este masa unui corp și viteza inițială și finală, care ne va conduce la energia cinetică.Energia cinetică (KE) - energia atribuită corp ca urmare a oficiu.
energia cinetică este eoliană, este folosit pentru a da turbine eoliene mișcare.Motivat de mase de aer exercite presiuni asupra rampele aripilor de turbine eoliene și a le face se întoarce.Rotary sistemele de transport de mișcare utilizând mecanismul de transfer, efectuarea unor lucrări.Motivat de apă, se transformă puterea turbina, pierde o parte din CE sale, face de lucru.Zbor de mare în planul cer, în plus față de PE, o CE.Dacă organismul este într-o stare de repaus, care este, viteza sa la sol este zero, iar CE sa relativă pe pământ este zero.Sa stabilit experimental că greutatea mai mare a corpului și viteza la care se mișcă, mai mult se TBE.Formula de energia cinetică a mișcării de translație în următoarea expresie matematică:
Unde - energie cinetică, m - greutatea corporală, v - viteza.Schimbare
energiei cinetice
Deoarece viteza corpului este variabilă în funcție de alegerea cadrului de referință, valoarea FE corpului depinde și de alegere.Schimbarea corpului energie cinetică (IKE) se datorează acțiunii unei forțe exterioare pe corpul F .O cantitate fizică , care este IKE ΔEk organism datorită acțiunii de forță pe el F, numit operațiunea: A = ΔEk. cazul în care un organism care se misca cu viteza v 1 , forța F , care coincide cu direcția, viteza de deplasare a corpului va crește timp intervalul t la o anumită valoare v 2 .Acest IKE bine:
cazul m - greutate corporală; d - calea organismului străbătut; VF1 = (V2 - V1);Vf2 = (V2 + V1);a = F: m .Este pentru se calculează această formulă, câtă energie cinetică este schimbat.Formula poate fi interpretat după cum urmează: ΔEk = Flcos ά , unde cosά este unghiul dintre vectorii de forță F și viteza V .
mediu de energie cinetică energie
cinetică este energia determinat de viteza diferite puncte care aparțin acestui sistem.Cu toate acestea, să fie conștienți de faptul că este necesar să se facă distincția între două energie caracteriza diferite tipuri de miscare: translatie si rotatie.Mediu energia cinetică (SKE) în acest caz este diferența medie dintre energia totală a întregului sistem și puterea sa de spirit, care este, de fapt, valoarea sa - este valoarea medie a energiei potențiale.Formula de energia medie cinetică din următoarele:
unde k - este Boltzmann constant;T - temperatura.Este această ecuație este baza teoriei moleculare-cinetică.
energie cinetică medie a moleculelor de gaz
numeroase experimente sa constatat că energia cinetică medie a moleculelor de gaz în mișcare înainte, la o temperatură dată este aceeași și nu depinde de tipul de gaz.Mai mult decât atât, sa constatat că, prin încălzirea gazului la 1 ° SKE este incrementat cu unu și aceeași valoare.Pentru a spune mai exact, valoarea este: ΔEk = 2,07 x 10-23Dzh / C.Pentru a calcula ceea ce este energia cinetică medie a moleculelor de gaz în mișcarea înainte, trebuie să, în plus față de această valoare relativă, chiar cunosc cel puțin o valoare absolută de energie de mișcare de translație.In fizica a determina cu exactitate aceste valori pentru o gamă largă de temperaturi.De exemplu, la o temperatură t = 500 ° C energie cinetică a mișcării de translație a moleculei Ek = 1600 x 10-23Dzh. Cunoscând valoarea 2 ( ΔEk și Ek), cum putem calcula energia mișcării de translație a moleculelor la o temperatură dată, și pentru a rezolva problema inversă - pentru a determina temperatura la valorile date de energie.
cele din urmă, putem concluziona că energia cinetică medie a moleculelor, care formula este prezentat mai sus, depinde numai de temperatura absolută (și pentru fiecare stat a materiei).Lege
de conservare de studiu totală mecanice
energie de mișcare a organelor sub acțiunea gravitației și forțele elastice au arătat că există o cantitate fizică, care se numește energie potențială E ;depinde de cadrul corpului, iar schimbarea sa este asimilată IKE, care este luat cu semnul opus: Δ E = - ΔEk. Astfel, cantitatea de schimbare a CE și PE organism care interacționează cu forțele gravitaționale și elasticitatea este egal cu 0 : forțele Δ En + ΔEk = 0. , care depind numai de coordonatele corpului, numit conservatoare. forțele atractive și forțele elastice sunt conservatoare.Suma energiilor cinetice și potențiale ale corpului este plin de energie mecanică: En + Ek = E
Acest fapt, care a fost dovedit experimente mai precise,
numit legea de conservare a energie mecanică.Dacă organismul interacționează cu forțele care sunt dependente de viteza relativă, energia mecanică a sistemului organelor interacționează nu este salvat.Un exemplu de acest tip de forțe, care sunt numite non-conservatoare , sunt frecare.În cazul în care corpul unei forțe de frecare, este necesar pentru a depăși le cheltui energie, care este o parte din ea este utilizat pentru a efectua muncă împotriva forțelor de frecare.Cu toate acestea, încălcarea legii de conservare a energiei este doar imaginar, pentru că este un caz special de legea generală de conservare și de transformare a energiei.Organismele de energie nu dispare și reapare: o doar convertit la o forma la alta.Această lege a naturii este foarte important, aceasta se face peste tot.Acesta este uneori menționată ca legea generală a conservării și transformării energiei.Conexiune
între energia internă a corpului, energiile cinetice și potențiale interne a energiei
(U) ale corpului - este energia plină de corp minus corp CE în ansamblu și PE în intensitatea câmpului extern.Din aceasta putem concluziona că energia internă este compusă din mișcarea aleatorie a moleculelor de CE, PE, iar interacțiunea dintre ele vnutremolekulyarnoy energie.Internă de energie - un singur prim rang în funcție de stat, ceea ce înseamnă următoarele: în cazul în care sistemul este în această stare, energia sa internă are valorile sale inerente, indiferent de ceea ce sa întâmplat până acum.
Relativismul
Când viteza corpului, aproape de viteza luminii, energia cinetică este găsit de următoarea formulă:
energia cinetică a corpului, formula care a fost scris mai sus, aceasta poate fi calculată pe următorul principiu:
Exemple de probleme în găsirea unui cineticăenergie
1. Comparați energia cinetică a greutății minge 9 g, care zboară cu o viteză de 300 m / s, iar o persoană care cântărește 60 kg, călătorește cu o viteză de 18 kilometri pe oră.
Deci, ceea ce am fost dat: M1 = 0009 kg;V1 = 300 m / s;m2 = 60 kg, V2 = 5 m / s.
Soluție:
- energie cinetică (formula): Ek = MV2: 2.
- Avem toate datele pentru calcularea și, prin urmare, vom găsi Ek pentru om și mingea.
- 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.
Răspuns: Energia cinetică a balonului este mai mică decât o persoană.
2. Un corp cu masa de 10 kg a fost ridicat la o înălțime de 10 metri, după care a fost eliberat.Ce CE va avea, la o înălțime de 5 m?Rezistența aerului este permis să fie neglijate.
Deci, ceea ce am fost dat: m = 10 kg;h = 10 m; h 1 = 5 m;g = 9,81 N / kg. EK1 -?
Soluție:
- corp de anumită masă, ridicat la o anumită înălțime, are un potențial energetic: Ep = mgh.Dacă organismul cade, este la un anumit h1 înălțime va avea un sudoare.energie Ep = MGH1 și rude.EK1 energie.Pentru a constatat în mod corespunzător energia cinetică a formulei, care a fost prezentat mai sus, nu funcționează și astfel rezolva problema conform următorului algoritm.
- În această etapă, vom folosi legea de conservare a energiei și scrie: EP1 + EK1 n = E.
- Apoi EK1 = E n - EP1 = MGH - mgh 1 = mg (h-h1).
- Înlocuind valorile noastre în formula, avem: EK1 = 9,81 x 10 (10-5) = 490.5 J.
Răspuns: EK1 = 490.5 J.
3. volanta cu un m și raza R masă, înfășurat în jurul unei axe ce trece prin centrul său.Viteza unghiulară a volantului ambalajului - ω .În scopul de a opri volantă de jantă este presat sabotul de frână acționează pe ea cu forța Ftreniya .Câte revoluții va face volantul pentru a opri?Să ia în considerare faptul că greutatea volantului este centrată pe marginea.
Deci, ceea ce am fost dat: m; R; ω; Ftreniya.N -?
Soluție:
- În rezolvarea problemei, vom presupune impuls volant apoi ca un cerc subțire uniform cu raza R și greutate m, care se transformă într-o viteză unghiulară ω.
- Energia cinetică a corpului este egală cu: Ek = (J ω 2) 2, în cazul în care J = m R 2.
- Flywheel stop, cu condiția ca toate sale TBE petrecut la locul de muncă pentru a depăși forța de frecare Ftreniya, apărute între plăcuța de frână și jantă: Ek = Ftreniya * s, unde
