Daily skúsenosť ukazuje, že vlastnosť tela môžu byť presunuté, a presťahoval sa do zastavenia.Sme vždy čo robiť po celom svete hemží, slniečko ... Ale kde na ľuďoch, zvieratách a prírode všeobecne vzali silu robiť túto prácu?Či už mechanický pohyb miznú bez stopy?Bude ťah jeden pohyb tela bezo zmeny druhej?To všetko sa bude diskutovať v tomto článku.
energetická koncepcia pre motor, ktorý dáva pohyb automobilov, traktorov, lokomotívy, lietadlá potrebujú paliva, ktorá je zdrojom energie.Elektrické motory dať pohyb stroja pomocou elektrickej energie.Vzhľadom k energia vody padajúce z výšky, otočiť hydraulický turbínu pripojeného k elektrické stroje, vyrábajúce elektrický prúd.Človek existovať a pracovať, tiež potrebujú energiu.Hovorí sa, že za účelom vykonávania, aby nejaká práca vyžaduje energiu.Čo je energia?
- pozorovanie 1. Zdvihnite pozemné loptu.Kým je v stave pokoja, mechanická práca sa nevykonáva.Nech ide.Pomocou gravitácie lopta spadne na zem z určitej výšky. Pri páde loptu vykonané mechanickej práce.
- Pozorovanie 2. somknite jar, opraviť jeho vlákno a dať malú váhu na jar.Ablaze závit jar narovnať a zvýšiť malú váhu na nejaké výške. Jarné vykonáva mechanickú prácu.
- Pozorovanie 3. Na vozík bude opraviť tyč s blokom na konci.Prostredníctvom bloku perekinem závitom jeden koniec, ktorý je navinutý okolo osi vozíka, a iné závesné závažia.Pustite platiny.Pôsobením gravitácie by spadnúť a dať trolejbusovej pohyb. váhy vykonaná mechanickú prácu.
Po analýze všetkých vyššie uvedených pripomienok, môžeme konštatovať, že v prípade, že orgán alebo niekoľko orgánov pri interakcii vykonanie mechanickej práce, potom hovoríme, že majú mechanickú energiu alebo energiu.Energetická koncepcia
energie (z gréckeho slovo energie -. Aktivity) - je fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje schopnosť tela na vykonanie práce.Jednotka energie, ako aj práca v systéme SI je joule (1 J).V liste energiu označenú písmenom E .Z vyššie uvedených pokusov je zrejmé, že telo vykonáva prácu, keď prechádza z jedného stavu do druhého.Energie subjektu s zmeny (pokles), a mechanické práce vykonané v tele, je výsledkom zmeny jeho mechanickej energie.
Druhy mechanickej energie.Koncept Potenciálna energia
K dispozícii sú 2 typy mechanickej energie: potenciál a kinetická.Teraz bližší pohľad na potenciálnej energie.
potenciálna energia (PE) - je energia závisí na relatívnej pozície subjektov, ktoré interagujú alebo častí tela sám.Vzhľadom k tomu, každý subjekt a zeminy sa vzájomne priťahujú, to znamená, že interagujú, PE telo zdvihnutý nad zemou, bude závisieť na výške zdvihu h .Čím vyššia je teleso sa zvýši, tým viac jeho PE.Bolo zistené, že experimentálne PE závisí nielen na výške, v ktorej je zdvihnutý, a telesnej hmotnosti.Ak sú telesa zvýši na rovnakej výške, telo má väčšiu hmotnosť majú väčší a PE.Vzorec tejto energie je nasledujúci: Ep = mgh, kde Ep - je potenciálna energia, m - hmotnosť, g = 9,81 N / kg, h - výška.
potenciálna energia jari
potenciálna energia elasticky deformovaná tela sa nazýva fyzikálna veličina Ep, že keď zmeníte rýchlosť pohybu vpred silami pružnosti klesá o presne tak, ako veľa ako kinetická energia sa zvyšuje.Springs (a iné elasticky deformovať telo) majú PE, ktorá sa rovná polovici produkt ich tuhosti k námestie kmeňa: x = KX2: 2.
kinetická energia: vzorce a definície
Niekedy hodnotu mechanickej práce možno vidieťbez použitia pojmov sily a pohybu, so zameraním na tom, že práca predstavuje zmenu v energiu tela.Všetko, čo môžeme potrebovať - je hmotnosť tela a jeho počiatočný a konečný rýchlosti, ktorá nás povedie ku kinetickej energie.Kinetická energia (KE) - energia pripadajúca na tele v dôsledku vlastného pohybu.
kinetická energia je vietor, sa používa pre dodanie pohybu veterných turbín.Poháňaný vzduchových hmôt vyvíjať tlak na rampách krídel veterných turbín a aby im otočiť.Otočné prenosové pohyb systémy používajúce prenosový mechanizmus, vykonávať nejakú prácu.Poháňaný pri vode, otočí výkon turbíny, stratí časť svojho ES, robiť prácu.Lietanie vysoko na oblohe rovine, okrem PE, CE.V prípade, že teleso je v stave pokoja, to znamená, že jej pôdorysný rýchlosť je nulová, a jeho CE vzhľadom k zemi je nulová.Zistilo experimentálne, že väčšia váha tela a rýchlosť, s akou sa pohybuje, tým viac sa TBE.Vzorec kinetickej energie translačného pohybu v nasledujúcej matematický výraz:
Kde - kinetická energia, m - telesná hmotnosť, v - rýchlosť.
zmena kinetickej energie
Od rýchlosti tela je variabilný v závislosti na výbere referenčného framu, hodnota FE tela tiež závisí na voľbe.Zmena kinetickej energie (IKE) tela je v dôsledku pôsobenia vonkajšej sily na tele F .Fyzikálna veličina , čo je IKE ΔEk telo v dôsledku pôsobenia sily na neho F, nazvaný prevádzky: A = ΔEk. Ak teleso, ktoré sa pohybuje s rýchlosťou v 1 , sila F , ktorý sa zhoduje s smer, rýchlosť pohybu telesa zvýši časový interval t na určitú hodnotu v 2 .Táto IKE dobre:
Kde m - telesnej hmotnosti; d - prejsť cestu tela; VF1 = (V2 - V1);VF2 = (V2 + V1);= F: m .To je pre tento vzorec sa vypočíta, koľko kinetická energia sa mení.Vzorec možno tiež interpretovať takto: ΔEk = FLCOS ά , kde cosά je uhol medzi vektormi síl F a rýchlosti V .
priemerná kinetická energia
Kinetická energia je energia určená rýchlosťou rôznych bodov, ktoré patria k tomuto systému.Však byť vedomí, že je potrebné rozlišovať medzi dvoma energiou charakterizovať rôzne typy pohybu: translačný a rotačný.Priemerná kinetická energia (SKE), v tomto prípade je priemerný rozdiel medzi celkovou energiou celého systému a jeho výkon mysle, to je, v skutočnosti, jeho hodnota - je priemerná hodnota potenciálnej energie.Vzorec priemernej kinetickej energie nasledujúce:
kde k - je Boltzmann konštanta;T - teplota.Je to táto rovnica je základom molekulárnej-kinetickej teórie.
priemer kinetická energia molekúl plynu
Početné pokusy bolo zistené, že priemerná kinetická energia molekúl plynu v doprednom pohybe pri danej teplote je rovnaký, a nezávisí na druhu plynu.Okrem toho bolo tiež zistené, že tým, že ohrieva plyn na 1 ° TMP je zvýšená o jednu a tú istú hodnotu.Aby som povedal presnejšie, hodnota: ΔEk = 2,07 x 10-23Dzh / C., s cieľom stanoviť, aká je priemerná kinetická energia molekúl plynu v doprednom pohybe, je potrebné, okrem tejto relatívnej hodnoty, dokonca aj ovláda aspoň jeden absolútna hodnota energie translačného pohybu.Vo fyzike presne určiť tieto hodnoty pre široký rozsah teplôt.Tak napríklad, pri teplote t = 500 ° C kinetická energia translačného pohybu molekuly Ek = 1600 x 10-23Dzh. Znalosť hodnoty 2 ( ΔEk a Ek), , ako môžeme vypočítať energiu translačného pohybu molekúl pri danej teplote, a vyriešiť inverzný problém - na určenie teploty na danej hodnoty energie.
Nakoniec, môžeme konštatovať, že priemerná kinetická energia molekúl, vzorec je uvedený vyššie, záleží len na absolútnej teplote (a pre každý skupenstvo).
zákon zachovania celkovej mechanická energia
štúdium pohybu telies pri pôsobení gravitácie a elastických síl, ukázala, že je fyzikálna veličina, ktorá sa nazýva potenciálna energia E ;záleží na ráme karosérie, a jej zmena je prirovnávaný IKE, ktorý je prijaté s opačným znamienkom: Δ E = - ΔEk. Preto sa suma zmeny CE a PE tela, ktoré interagujú s gravitačné sily a pružnosti je rovná 0 : Δ En + ΔEk = 0. sily, ktoré závisí len na súradniciach tela, tzv konzervatívny. príťažlivé sily a elastické sily sú konzervatívne.Súčet kinetickej a potenciálnej energie tela je plný mechanickej energie: En + Ek = E
Táto skutočnosť, ktorá bola preukázaná najpresnejšia experimenty,
hovorí zákon zachovania mechanickej energie .V prípade, že teleso interakciu so silami, ktoré sú závislé na relatívnej rýchlosti, mechanická energia systému interagujúcich telies sa neuloží.Príkladom tohto druhu síl, ktoré sa nazývajú non-konzervatívny , sú trenie.Ak je telo trecie sily, je nutné prekonať, aby vynaložiť energiu, ktorá je súčasťou toho je používaný na výkon práce proti silám trenia.Avšak, porušenie zákona zachovania energie je len fiktívna, pretože sa jedná o osobitný prípad všeobecného zákona zachovania a transformáciu energie. energetická tela nikdy zmizne a objaví: to len prevedené z jednej formy na inú.Tento zákon prírody je veľmi dôležité, to je robené všade.To je tiež niekedy označovaná ako všeobecné zákon zachovania a premena energie.
spojenie medzi vnútornej energie tela, kinetickej a potenciálnej energie
vnútornej energie (U) v tele - to je jeho plná energie telesa mínus teleso CE ako celok a jeho PE vo vonkajšej sile poľa.Z toho možno vyvodiť, že vnútorná energia sa skladá z náhodných pohybov molekúl CE, PE, a interakcie medzi nimi vnutremolekulyarnoy energie.Vnútorná energia - jednohodnotové funkcie štátu, čo znamená nasledovné: v prípade, že systém je v tomto stave, jeho vnútorná energia berie svoje inherentnú hodnoty, bez ohľadu na to, čo sa stalo predtým.
Relativizmus
Keď rýchlosť tela v blízkosti rýchlosti svetla, kinetická energia je nájdený podľa nasledujúceho vzorca:
kinetická energia tela, vzorec, ktorý bol písaný hore, to môže tiež byť vypočítaná na nasledujúcom princípe:
Príklady problémov pri hľadaní kinetickýenergie
1. Porovnajte kinetickú energiu hracej hmotnosťou 9 g, letiaci rýchlosťou 300 m / s, a osoba, s hmotnosťou 60 kg, pohybuje rýchlosťou 18 km / h.
Takže, čo sme dostali: m1 = 0009 kg;V1 = 300 m / s;M2 = 60 kg, V2 = 5 m / s.
Riešenie:
- kinetická energia (vzorec): Ek = MV2: 2.
- Máme všetky údaje pre výpočet, a preto sme sa nájsť Ek pre človeka a loptu.
- 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.
Odpoveď: Kinetická energia lopty je menšia ako človek.
2. teleso s hmotnosťou 10 kg bol zvýšený až do výšky 10 metrov, po ktorom on bol prepustený.Čo CE bude mať vo výške 5 m?Odpor vzduchu nemá byť zabúda.
Takže, čo sme dostali: m = 10 kg;h = 10 m; h 1 = 5 m;g = 9,81 N / kg. EK1 -?
Riešenie:
- telo určitého hmoty, zdvihnutý do určitej výšky, má potenciálnu energiu Ep =: MGH.V prípade, že telo padá, to je v určitej výške h1 bude mať pot.energia Ep = mgh1 a kín.EK1 energie.Ak chcete správne nájdených kinetickú energiu všeobecného vzorca, ktorý je ako bolo uvedené vyššie, nie je funkčné, a preto vyriešiť problém podľa nasledujúceho algoritmu.
- V tomto kroku sme sa použiť zákon zachovania energie a zápisu: EP1 + EK1 n = E.
- Potom EK1 = E n - EP1 = mgh - mgh 1 = mg (h-h1).
- Dosadením naše hodnoty do vzorca, dostaneme: EK1 = 9,81 x 10 (10-5) = 490,5 J.
Odpoveď: EK1 = 490,5 J.
3. zotrvačník s masovým ma a polomerom R, omotal okolo osi prechádzajúcej jeho strede.Uhlová rýchlosť zotrvačníka obale - ω .S cieľom zastaviť zotrvačník na ráfiku sa pritlačí brzdové čeľuste pôsobiace na neho silou Ftreniya .Koľko revolúcia bude zotrvačník k zastávke?Vezmite do úvahy, že váha zotrvačníka je zameraný na ráfiku.
Takže, čo sme dostali: m; R; ω; Ftreniya.N -?
Riešenie:
- Pri riešení tohto problému, budeme predpokladať hybnosť zotrvačník otáča ako tenké jednotnej obručou s polomerom R a hmotnosti m, ktorá sa zmení na uhlovej rýchlosti ω.
- Kinetická energia tela sa rovná: Ek = (J ω 2) 2, kde J = m R 2.
- zotrvačník zastaviť, za predpokladu, že všetci jeho TBE strávený na prácu na prekonanie trecie sily Ftreniya, vznikajúce medzi brzdové doštičky a ráfikom: Ek = Ftreniya * s, kde
