Kinetinė energija: formulė apibrėžimas. Rasti kinetinę energiją molekulių, slenkamojo judėjimo, spyruoklę kūną, molekulės dujų?

Dienos patirtis rodo, kad kūno turtas gali būti perkeltas, ir persikėlė sustoti. Mes visada kažką daryti visame pasaulyje yra triukšmingo, saulė šviečia ... Bet kur gi žmonių, gyvūnų ir gamtos apskritai iš jėgos į šį darbą? Ar dingsta mechaninį judėjimą be pėdsakų? Ji pradės judėti, jei kūnas yra vienas nekeičiant kitiems eismo dalyviams? Visa tai bus aptarta mūsų straipsnyje.

Energijos koncepcija

Variklio veikimą, kuris skleisti judėjimo automobilių, traktorių, lokomotyvus, lėktuvai reikia kuro, kuris yra energijos šaltinis. Elektros mašinos skleisti judesį elektros energijos. Dėl to, kad vandens, kuriai iš aukščio energijos, turbinų techninės priežiūros pasukti prijungtas prie elektros mašinos, generuoti elektros srovę. Vyras egzistuoti ir dirbti, taip pat reikia energijos. Jie sako, kad tam, kad būtų galima atlikti tam tikrą darbą natūra, jums reikia energijos. Kas yra energija?

• Pastebėjimas 1. Pakelkite virš žemės kamuolį. Nors jis yra ramybės būsenoje, mechaninis darbas nėra atliekamas. Leiskite jam eiti. Pagal įvertinta sunkio jėgos įtaka kamuolys nukrenta į žemę iš tam tikro aukščio. Per kamuolį rudenį atliekamas mechaninis darbas.
• Pastebėjimas 2. somknite pavasarį, mes ją išspręsti ir įdėti siūlą ant pavasario šliužas. Padegė temoje, pavasarį yra plokščia ir kelti geležies svorį tam tikrame aukštyje. Pavasario mechaninis darbas atliktas.
• 3. Stebėjimas vežimėlis bus nustatyti lazdele su pabaigoje bloko. Po to, kai blokas perekinem siūlų, kurio vienas galas yra žaizdų ant vežimėlio ašies, o kitas kabo Bob. Atleiskite spurga. Pagal poveikio sunkumą , jis bus kriaukle žemyn ir suteikti vežimėlį. Bobas atliekamas mechaninis darbas.

Išanalizavus visų pirmiau stebėjimo, galime daryti išvadą, kad jei įstaiga ar įstaigos keletas sąveikos mechaninio darbo metu yra atliekamas, jis sakė, kad jie turi mechaninę energiją ar energijos.

Energijos koncepcija

Energija (iš graikų kalbos žodžio energija -. Veikla) - fizinio kiekį, būdingą ar organizacijų gebėjimą atlikti darbą. Energijos vienetas, taip pat veikia SI sistema yra viena Džaulio (J 1). Laiške energijos žymimas raide E. Iš minėtų eksperimentų, aišku, kad organizmas atlieka darbus, kai pereinant iš vienos būsenos į kitą. kuriame kūno energijos skiriasi (mažėja), ir mechaninis darbas yra lygus sumažinant jos mechanine energija kaitos įstaigos atliktas rezultatas.

Tipai mechaninę energiją. Potencialios energijos koncepcija

Atskirti 2 tipų mechaninės energijos Galimas ir kinetinė. Dabar arčiau pažvelgti į galimą energijos.

Potencialus energijos (PE), - tai energija, nustatomas pagal santykinį pozicijos įstaigoms, kurios sąveikauja ar dalių pati įstaiga. Kadangi kiekvienas kūnas ir žemė traukia vienas kitą, ty, jie sąveikauja, PE kūnas virš žemės pakeltas, priklausys nuo lifto h aukščio. Kuo didesnis kūno pakeliamas, tuo daugiau jo PE. Ji buvo įkurta eksperimentiškai, kad PE priklauso ne tik nuo aukščio, kuriame jis yra pakelta, bet ir nuo kūno svorio. Jei kūnas buvo iškeltas į tą patį aukštį, kūnas, turintis didesnę masę turės didesnį ir PE. Dėl energetinių formulė taip: E _n = MGH, kur E _n - yra potencialus energijos, m - Kūno masės, g = 9,81 h / kg, h - aukštis.

Galimas energija pavasarį

Potencialus energijos iš tampriai deformuoti kūną, vadinamą fizinė vertė E _{F, kuri,} kai reguliuojant pritaikymo judėjimo greitį pagal veiksmų elastinių jėgų mažėja tiksliai tiek, kiek kinetinės energijos didėja. Spyruoklės (kaip ir kiti elastingai deformuojama kūno) turi PE, kuris yra lygus pusei standumo k deformacijos kvadrato produkto: nuo x = kx ^2: 2.

Kinetinė energija: formulė ir apibrėžimas

Kartais mechaniniu darbu vertė gali būti vertinama be jėgos ir judesio sąvokų vartojimas, sutelkiant dėmesį į tai, kad darbas yra organizme anketa energijos pokyčius. Visa tai mums gali prireikti - yra iš kūno ir jo pradžios ir pabaigos greitis, kad mus atves į kinetinės energijos masė. Kinetinė energija (EB) - energija priskiriama prie kūno, nes jų judėjimas.

Kinetinės energijos yra vėjo, ji yra naudojami siekiant suteikti judesio vėjo turbinos. Skatinami oro masės spaudimą ant pasvirusios plokštumos vėjo turbinų sparnus, ir priversti juos apsisukti. Sukimosi perdavimo sistemos perdavimo mechanizmo atlikti konkretų darbą. Skatinami vandeniu, įsijungia turbina galios, praranda dalį savo CE, daro darbą. Skraidymas aukštai į dangų plokštumoje, be to, PE, CE. Jei kūnas yra ramybės būsenoje, tai yra, jo greitis Žemės atžvilgiu yra lygi nuliui, o jos "CE", lyginant su žemės yra nulis. Ji buvo įkurta eksperimentiškai, kad didesnis svoris ir greitis, su kuria jis juda, tuo labiau ji GBT. Kinetinio energijos slenkamojo judesio matematiniu išraiškos formulė yra tokia:

Čia K - kinetinė energija, m - masė, v - greitis.

Į kinetinės energijos pokytis

Kadangi judėjimas organizme norma yra kintama, priklausomai nuo atskaitos sistemos pasirinkimo, tai yra, vertės CE kūnas taip pat priklauso nuo jo pasirinkimo. Pakeisti į kinetinę energiją (IKE) kūno atsiranda dėl veiksmų dėl išorinės jėgos F. kūno _? Fizinę kiekis, kuris yra lygus _į E IKE kūno dėl to, kad veiksmų jėga F, skambinti operacija:? A LT = _k. Jei kūnas, kuris juda greičiu v _1, jėgos F, kuris sutampa su kryptimi, judėjimas greitis kūno didės laiko intervalo t iki tam tikro vertės v _2. Šiuo atveju, IKE yra:

Kur m - kūno masės; D - kelias kerta kūno; V _f1 = (V ₂ - _V1); V _F2 = (V ₂ + V _1); a = F: m. Būtent dėl ši formulė skaičiuojama, kiek kinetinė energija yra pakeista. Formulė taip pat gali turėti tokį išaiškinimą: _už E = Flcos alfa, kur cosά yra tarp jėgos F vektorių ir greičio V _kampas?

Vidutinis kinetinė energija

Kinetinė energija yra energija lemia skirtingas kiekis, kuris priklauso šiai sistemai greičiu. Tačiau, žinoti, kad ji yra būtina, kad atskirti tarp dviejų energijos, kad apibūdinti skirtingas rūšis judėjimas: pritaikymo ir sukimosi. Vidutinis kinetinė energija (SKE) šiuo atveju yra vidutinis skirtumas tarp visos energijos visos sistemos ir jos galia proto, tai yra, iš tiesų, jos dydis - tai vidutinė vertė potencialaus energijos. Vidutinis kinetinė energija formulė yra:

kur k - yra Bolcmano konstanta; T - temperatūra. Būtent ši lygtis yra molekulinės-kinetinės teorijos pagrindas.

Vidutinis kinetinė energija dujų molekulių

Daugybė eksperimentų parodė, kad vidutinė kinetinė energija iš dujų molekulių judėjimą pirmyn esant tam tikrai temperatūrai, yra tas pats, o ne priklausyti nuo dujų rūšies. Be to, ji taip pat buvo nustatyta, kad šildymas dujinė ^maždaug 1 C SKE yra padidinamas vienos ir tos pačios vertės. Tiksliau, vertė yra :? El _K = 2,07 × 10 ^-23 J / ° ^C. Kad būtų galima apskaičiuoti, kokia yra vidutinė kinetinė energija iš dujų molekulių laipsniško judėjimo, būtina, be to, šio santykine verte, žinoti bent dar viena absoliuti vertė iš slenkamojo judėjimo energijos. Fizikos, už platų temperatūrų reikšmės pakankamai nustatyta tiksliai. Pavyzdžiui, esant t = 500 ^{° C,} kinetinę energiją transliacijos judėjimo Ek molekulės = 1600 x 10 ^-23 J. 2 Žinant vertę (? _Ek ir E _K), galime apskaičiuoti energiją kaip slenkamojo judėjimo iš tam tikroje temperatūroje molekulių, ir išspręsti atvirkštinė problema - nustatyti temperatūrą energijos vertybių rinkinys.

Galiausiai, mes galime daryti išvadą, kad vidutinė kinetinė energija iš molekulių, formulė kuris yra parodytas aukščiau priklauso tik nuo absoliučiosios temperatūros (ir bet kokiu būdu sankaupą medžiagomis).

Siekiant išsaugoti visos mechaninės energijos įstatymas

Nagrinėja galimybę organų judesio pagal veikiant sunkio jėgai ir elastinga jėgos parodė, kad yra fizikinis dydis, kuris yra vadinamas potencialas El energijos _N; tai priklauso nuo kūno rėmo ir jos kaita prilyginamas IKE, paimtas su priešingu ženklu: õ E _{n =} - _E?. Taigi, CE ir PE kūno pokyčių suma, kuri bendradarbiauja su gravitacinės jėgos ir elastinių pajėgų yra 0:? Δ E _n + E _k = 0. jėgos, kad priklauso tik nuo kūno koordinačių, yra vadinami konservatyvios. Patrauklus jėga ir elastingumu, yra konservatyvūs pajėgos. Kinetinės ir potencinę energiją kūno suma yra bendras mechaninė energija: E _n + _k = E E.

Šis faktas, kuris buvo įrodyta, labiausiai tikslius eksperimentus,
vadinamas išsaugojimo mechaninės energijos įstatymas. Jei organizmas sąveikauja jėgas, kurios priklauso nuo santykinio greičio, mechaninė energija iš sąveikaujančių organų sistema neišsaugoma. Iš šio tipo, kuris yra vadinamas nekonservatyvią pajėgų pavyzdys, yra trinties jėga. Jei veikia ant trinties jėga kūną, būtina įveikti juos eikvoti energiją, kuri yra dalis jis yra naudojamas atlikti darbą prieš trinties jėgų. Tačiau iš energijos tvermės teisės pažeidimas yra tik įsivaizduojamas, nes tai ypatingas atvejis bendrojo teisės išsaugojimo ir transformacijos energijos. Kūno energija niekada dingsta ir vėl atsiranda: ji tik konvertuoti iš vienos formos į kitą. Tai gamtos dėsnis yra labai svarbus, tai daroma visur. Jis taip pat kartais vadinama bendrosios teisės išsaugojimo ir transformacijos energijos.

Ryšys tarp vidaus energijos organizmui, kinetinę ir potencinę energiją

Energijos vidaus (U) kūno - tai yra jo pilnas energijos kūno atėmus EB kūno kaip visumos ir jos ge išorinio lauko stiprio. Iš to galima daryti išvadą, kad energijos vidaus susideda iš TBE atsitiktine judėjimo molekulių, sąveikos tarp PE ir vnutremolekulyarnoy energijos. Energijos vidaus - vieno vertinami funkcija sistemos būseną, kad sako taip: jei sistema yra šioje valstybėje, jos vidinė energija ima savo įgimtą vertę, neatsižvelgiant į tai, kas nutiko anksčiau.

reliatyvizmas

Kai organizme arti šviesos greitis greitis, kinetinė energija yra nustatyta pagal šią formulę:

Kinetinė energija organizme, formulė, kuri buvo parašyta aukščiau, taip pat gali būti apskaičiuojamas remiantis tokiu principu:

Pavyzdžiai problemų rasti kinetinę energiją

1. Palyginkite kinetinė energija kamuolys sveria 9 g, plaukioja 300 m / s greičiu, o žmogus sveria 60 kg, veikia esant 18 km / h greičiu.

Taigi, ką mes buvo suteikta: M ₁ = 0,009 kg; V ₁ = 300 m / s; ₂ m = 60 kg, V = ₂ 5 m / s.

sprendimas:

• Kinetinės energijos (Eq) _į E = MV ^2: 2.
• Mes turime visas skaičiavimo duomenis, todėl _rasti E ir asmeniui, ir priešininką.
• E = _K1 (x 0,009 kg (300 m / s) ²⁾ 2 = 405 J;
• _K2 = LT (x 60 kg (5 m / s) ²⁾ 2 = 750 J.
• El _K1

Atsakymas: kinetinė energija kamuolį yra mažesnis nei žmogaus.

2. Kūno 10 kg buvo padidinta iki 10 m aukščio, po kurio jis buvo paleistas. Kas EB bus ne mažesnis kaip 5 m aukštyje? Oro pasipriešinimas leidžiama nepaisyti.

Taigi, ką mes buvo suteikta: M = 10 kg; h = 10 m; ₁ h = 5 m; g = 9,81 N / kg. El _K1 -

sprendimas:

• Duoto masės kūnas, padidinta iki tam tikro aukščio, galimas energija yra: El _p = MGH. Jei organizmas patenka, tai yra tam tikro aukščio H ₁ turės prakaitas. energijos E = MGH _{1 punktą} ir Kin. energijos El _K1. Tinkamai rado kinetinės energijos formulę, kuri buvo nurodyta pirmiau, neveikia, todėl išspręsti problemą pagal šią algoritmas.
• Šiame žingsnyje jūs naudojate energijos tvermės įstatymą, ir mes galime parašyti: El _n1 + E _k1 = E _n.
• Tada El _K1 = El _n - El _n1 = MGH - MGH ₁ = mg (hh _1).
• Pakeisti vertes, mūsų formulės, mes gauti: E = 10 x _K1 9.81 (10-5) = 490.5 J.

Atsakymas: El _K1 = 490,5 J.

3. dviejų masė smagratis kurio mase m ir spindulys r, yra suvynioti aplink ašį, einančios per jos centre. Vyniojimo kampinis greitis smagračio - ω. Siekiant sustabdyti smagratis prie jos ratlankio prispaudžiama prie stabdžių kaladėlės veikiančio jį su jėga F _trinties. Kiek revoliucijos leis smagratis visiškai sustabdyti? Atsižvelgti į tai, kad smagračio svoris centre ant ratlankio.

Taigi, ką mes buvo suteikta: M; R; ω; F _trinties. N -?

sprendimas:

• Sprendžiant šią problemą laikys tokį pagreitį smagratis sukasi homogeniška ploną lankelį, kurio spindulys R ir masės m, kuris paverčia kampinis greitis co.
• Kinetinės energijos organizme yra lygus: E _a = (J co ²⁾ 2, kur J = ^mR2.
• Smagračio sustoja su sąlyga, kad visi jos išleista TBE darbo įveikti trinties jėga F _trintis tarp stabdžių trinkelės ir ratlankio: _E = F trinties * S, kur s - yra stabdymo kelias, kuris yra lygus 2 πRN.
• Todėl, F * 2 _trinties πRN = (M ^R2 ω ²⁾ 2, kur n = (m ω ^2R): (4 π F MP).

Atsakymas: N = (mω ^2R): (4πF _MP).

užbaigiant

Energetika - yra esminė visų gyvenimo aspektų, nes be jo, ne kūnas negalės atlikti darbą, įskaitant žmones. Mes manome, kad šis straipsnis jums aiškiai nurodyta, kad tai yra galia, ir išsamus visų vienos iš jo sudedamųjų dalių aspektams - kinetinė energija - padės jums suprasti daug procesų, kurie atsiranda ant mūsų planetos. Ir kaip rasti kinetinę energiją, galite sužinoti iš formulių ir uždavinių sprendimo Pirmiau pateikti pavyzdžiai.