Կինետիկ էներգիա, որ բանաձեւը սահմանումը: Գտնել կինետիկ էներգիան մոլեկուլների, translational միջնորդությունը, գարուն, մարմին, մոլեկուլների գազի

Daily փորձը ցույց է տալիս, որ գույքը մարմնի կարող է տեղափոխվել, եւ տեղափոխվել է դադարեցնել. Մենք միշտ ինչ - որ բան պետք է անել, ամբողջ աշխարհում է խառնվել, որ արեւը shines ... Բայց ուր մարդկային, կենդանական, եւ բնության մեջ ընդհանրապես գալիս ուժ է անել այս աշխատանքը: Անկախ նրանից, թե անհետանում մեխանիկական շարժումը առանց հետքի: Այն կսկսի շարժվել, եթե մարմինը մեկն է, առանց փոխելու այլ երթեւեկությունը. Այս ամենը կքննարկվի մեր հոդվածում.

Հայեցակարգը էներգիայի

Շարժիչի շահագործման, որն տարածելու շարժման ավտոմեքենաներ, տրակտորներ, լոկոմոտիվներ, ինքնաթիռներ պետք է վառելիք, որը էներգիայի աղբյուր: Էլեկտրական մեքենաներ տարածելու շարժումը միջոցով էլեկտրաէներգիայի. Պայմանավորված է էներգիայի ջրի ընկնում է բարձրությունից, hydroturbine հերթին կապված է էլեկտրական մեքենաների, արտադրող էլեկտրական հոսանք: Մարդ է գոյություն ունենալ եւ աշխատանքը, ինչպես նաեւ պետք է էներգիա: Նրանք ասում են, որ, որպեսզի, որպեսզի կատարել որոշակի աշխատանք, դուք պետք է էներգիա: Որն է էներգետիկ.

• Դիտորդական 1. Բարձրացնել գնդակը վերոնշյալ գետնին. Մինչ նա գտնվում է պետության հանգստությունը, մեխանիկական աշխատանքը չի կատարվում: Թող գնա. Ազդեցության տակ ծանրության գնդակը ընկնում է գետնին մի որոշակի բարձրության. Ընթացքում աշնանը գնդակի կատարվում մեխանիկական աշխատանքը.
• Դիտորդական 2. somknite գարուն, մենք ամրագրել այն եւ դրեց այն շարանը գարնանային Slug. Հրկիզել թելի, գարնանային ընկած բնակարանը եւ բարձրացնել երկաթի քաշը մի որոշակի բարձրության. Գարուն մեխանիկական աշխատանքը կատարվում:
• 3. դիտորդական տրոլեյբուս մեջ ամրագրվելու է գավազանով հետ բլոկի վերջում: Այն բանից հետո, թաղամաս perekinem թելի, մեկը վերջը, որը վերքը է տրոլեյբուս առանցքի եւ մյուս կախված bob. Թող գնա sinker: Ազդեցության տակ ծանրության , նա սուզվել ներքեւ եւ տալ տրոլեյբուս: Bob կատարեց մեխանիկական աշխատանքը.

Հետո վերլուծում է բոլոր վերը նշված դիտարկման, մենք կարող ենք եզրակացնել, որ եթե այդ մարմինը կամ մարմինները մի քանի փոխազդեցության ժամանակ մեխանիկական աշխատանքի իրականացվում, այն է, որ նրանք ունեն մեխանիկական իշխանության կամ էներգիա:

Հայեցակարգը էներգիայի

Էներգիա (հունարեն բառից էներգիայի գործունեությունը), ֆիզիկական քանակի, որը բնութագրում է մարմինների կարողությունը կատարել աշխատանքը: The միավոր էներգիայի, ինչպես նաեւ աշխատում է ՄՄ համակարգում մեկն Joule (J 1): Որ նամակը էներգետիկ մատնանշում են նամակով E. Վերը փորձերի, պարզ է, որ այդ մարմինը կատարում է աշխատանքը, երբ անցնելիս մեկ այլ պետություն: որի մարմինը էներգիայի տատանվում (նվազում), իսկ մեխանիկական աշխատանքը հավասար է փոփոխության արդյունքում իր Մեխանիկական էներգիայի կատարմամբ մարմնի կողմից.

Տեսակները մեխանիկական էներգիայի: Հայեցակարգը պոտենցիալ էներգիայի

Տարբերակել 2 տեսակի մեխանիկական էներգիայի ներուժը եւ կինետիկ. Այժմ ավելի սերտ նայում պոտենցիալ էներգիայի.

The պոտենցիալ էներգիան (PE) - ի էներգետիկ որոշվում հարաբերական պաշտոնում մարմինների համագործակցել կամ մարմնի մասերի մեջ. Քանի որ յուրաքանչյուր մարմին եւ երկիրը գրավելու համար իրար, այսինքն, նրանք փոխազդել, PE մարմինը բարձրացրել վերը գետնին, կախված կլինի բարձրության վերացնել ժ. Որքան բարձր է մարմինը բարձրացրել, այնքան ավելի նրա PE. Այն հիմնադրվել փորձնականորեն որ PE կախված է ոչ միայն այն բարձրության, որտեղ այն բարձրացվել է, բայց նաեւ մարմնի քաշի. Եթե մարմինը բարձրացվեցին նույն բարձրության, մարմինը ունենալով ավելի մեծ զանգված կունենա ավելի մեծ է եւ PE. Բանաձեւից էներգիայի հետեւյալն են: E _n = mgh, ջրով կը հեղեղեմ երկիրը E _n - ը պոտենցիալ էներգիան, մ - Մարմնի զանգվածի, գ = 9,81 Հ / կգ, H - բարձրությունը.

Որ պոտենցիալ էներգիան է գարնանը

The ներուժը էներգետիկայի elastically դեֆորմացված մարմնի, որը կոչվում է ֆիզիկական արժեք Ե _{Զ որը,} երբ կանոնավորող արագությունը Թարգմանչական շարժման տակ գործողության էլաստիկ ուժերի նվազում է ճիշտ այնքան, որքան կինետիկ էներգիայի մեծանում. Springs, (նման այլ elastically դեֆորմացված մարմնի) ունեն PE, որը հավասար է կես արտադրանքի stiffness k համար դեֆորմացիայի հրապարակում: X = KX ^2: 2:

Կինետիկ էներգիա, որ բանաձեւը եւ սահմանումը

Երբեմն արժեքը մեխանիկական աշխատանքի կարելի է տեսնել առանց օգտագործման հասկացությունների ուժի եւ շարժման, կենտրոնանալով այն հանգամանքի վրա, որ աշխատանքը ներկայացնում է փոփոխություն է մարմնի էներգետիկ. Բոլորը, որ մենք կարող ենք անհրաժեշտ - զանգվածը մարմնի եւ դրա մեկնարկի եւ ավարտի արագության, որը տանում են մեզ դեպի կինետիկ էներգիայի. Կինետիկ էներգիայի (KE) - ի էներգետիկ վերագրելի մարմնի շնորհիվ իրենց շարժմանը:

Կինետիկ էներգիայի քամին, այն օգտագործվում է տարածելու շարժման քամու տուրբիններ. Պայմանավորված է զանգվածի օդի ճնշման տակ է թեք հարթության քամու տուրբինի թեւերի, եւ ստիպել նրանց դիմել շուրջ. Պտտման է հաղորդման համակարգի փոխանցման մեխանիզմի կատարում է որոշակի աշխատանք: Պայմանավորված է ջրի մեջ, դառնում է տուրբինների իշխանությունը, կորցնում մասը իր թ.-ին, անում է աշխատանքը: Flying բարձր երկնքում ինքնաթիռի, ի լրումն Pe, մի CE: Եթե մարմինը գտնվում է հանգստի վիճակում, այսինքն, նրա արագություն հարաբերական է երկրի վրա զրոյական է, եւ նրա ԵԽ հարաբերական է երկրի հավասար է զրոյի: Այն հիմնադրվել փորձնականորեն, որ մեծ է քաշը եւ արագությունը, որով այն շարժվում է, այնքան ավելի է TBE: Բանաձեւից կինետիկ էներգիայի Թարգմանական միջնորդության մեջ մաթեմատիկական արտահայտությամբ հետեւյալն է.

Որտեղ K - կինետիկ էներգիա, մ - քաշը, v արագությունը.

Փոփոխությունը կինետիկ էներգիայի

Քանի որ փոխարժեքը շարժման մարմնի փոփոխական, կախված ընտրության հղման համակարգի, մի արժեք ԵԽ մարմինը կախված է իր ընտրության մեջ: Փոփոխություն կինետիկ էներգիայի (Ike) մարմնի տեղի է ունենում այն գործողությունների վրա մարմնի արտաքին ուժի Ֆ Ֆիզիկական քանակի, որը հավասար _է. Էլ Ike մարմնի պայմանավորված է մի ուժի գործողությունների F, զանգահարեք գործողությունը: A? E = _k. Եթե մի մարմին, որը շարժվում է արագությամբ v _1-ին `ուժ F, որը համընկնում է այդ ուղղությամբ, որ շարժումը արագություն է մարմնի կավելանա ընդմիջումից ժամանակի t է որոշակի արժեքային v _2: Այս դեպքում, IKE է:

Որտեղ մ - զանգվածը մարմնի. դ - ի ուղին անցած մարմնի կողմից. V _f1 = (V ₂ - V _1); V _F2 = (V ₂ + V _1); ա = F: մ. Այն է, այդ բանաձեւը, որը հաշվարկվում է, թե որքան կինետիկ էներգիա է փոխվել: Formula նույնպես կարող են ունենալ հետեւյալ _{մեկնաբանման, որովհետեւ.} E = Flcos ալֆա, ուր cosά է անկյունը միջեւ վեկտորների ուժի F եւ արագություն Վ.

Իսկ միջին կինետիկ էներգիայի

Կինետիկ էներգիայի է էներգետիկ որոշվում է արագությամբ տարբեր կետերում, որոնք պատկանում են այս համակարգին. Այնուամենայնիվ, պետք է տեղյակ լինեն, որ դա անհրաժեշտ է տարբերակել երկու էներգիայով, որը բնութագրվում է տարբեր տեսակի շարժման ` թարգմանչական եւ պտտվող. Իսկ միջին կինետիկ էներգիայի (Ske) այս դեպքում այն է, որ միջին տարբերությունն ընդհանուր էներգիայի ողջ համակարգի եւ նրա զորության մտքի, այսինքն, ըստ էության, իր չափը, դա միջին արժեքը պոտենցիալ էներգիայի. որ միջին կինետիկ էներգիայի բանաձեւ է:

որտեղ k - ն Բոլցմանի հաստատունը, T - ջերմաստիճան. Դա սա հավասարումը հիմքն է մոլեկուլային-կինետիկ տեսության:

Որ միջին կինետիկ էներգիան գազի մոլեկուլների

Բազմաթիվ փորձեր են պարզվել է, որ միջին կինետիկ էներգիան գազի մոլեկուլների ֆորվարդային շարժման մի տվյալ ջերմաստիճանի նույնն է եւ չի կախված տեսակից գազի. Բացի այդ, այն նաեւ պարզել է, որ ջեռուցման գազի ^մոտ 1 C Ske է incremented մեկի կողմից եւ նույն արժեքի. Ավելի ճիշտ, արժեքը :? E _k = 2.07 x 10 ^-23 J / ° ^C. Որպեսզի հաշվարկել, թե ինչ է միջին կինետիկ էներգիան գազի մոլեկուլների առաջադեմ շարժման, դա անհրաժեշտ է, ի լրումն սույն հարաբերական արժեքի, իմանալ, թե առնվազն եւս մեկ բացարձակ արժեքը Թարգմանչական շարժման էներգիայի. Ֆիզիկայի, այն արժեքները, մի շարք ջերմաստիճանների որոշված բավականաչափ ճշգրիտ. Օրինակ, t = 500 ^{° C} կինետիկ էներգիան թարգմանական շարժման Ek մոլեկուլ = 1600 x 10 ^-23 Ջ 2 Իմանալով արժեքը (| E _k եւ E _k), մենք կարող ենք հաշվարկել էներգիան որպես Թարգմանչական միջնորդությամբ մոլեկուլների ժամը տվյալ ջերմաստիճանի, եւ լուծելու հակառակ խնդիրն է որոշելու ջերմաստիճանը վրա սահմանված էներգետիկ արժեքների:

Վերջապես, մենք կարող ենք եզրակացնել, որ միջին կինետիկ էներգիայի մոլեկուլների, որ բանաձեւը որն է ցույց վերը նշված կախված է միայն բացարձակ ջերմաստիճանի (եւ ցանկացած պետության ագրեգացիայի նյութերի).

Որ օրենքը պահպանության ընդհանուր մեխանիկական էներգիայի

Ուսումնասիրում է միջնորդությունը մարմինների տակ գործողության ծանրության եւ առաձգական ուժի ցույց տվեցին, որ կա մի ֆիզիկական քանակն է, որը կոչվում է պոտենցիալ էներգիան E _n. դա կախված է մարմնի շրջանակ, եւ դրա փոփոխությունը հավասարեցվում Ike, որը վերցրել է հակառակ նշանով: ալ բանաձեւով E _{N =} - ե _դեպի: Այսպիսով, գումարը ԵԽ եւ ՊԷ մարմնի փոփոխությունների, որը համագործակցում է գրավիտացիոն ուժերի եւ առաձգական ուժերում 0: Δ E _n +. E _k = 0. Այն ուժերը, որոնք կախված է միայն կոորդինատները մարմնի, կոչվում են պահպանողական: Այն գրավիչ ուժ եւ առաձգականություն են պահպանողական ուժեր: Գումարի կինետիկ եւ պոտենցիալ էներգիայի մարմնի է ընդհանուր մեխանիկական էներգիայի: E _n + _k = Էլ E.

Այս փաստը, որն արդեն ապացուցել է առավել ճշգրիտ փորձարկումներ,
կոչվում է օրենքն պահպանության մեխանիկական էներգիայի: Եթե մարմինը փոխազդել ուժերը, որոնք կախված հարաբերական արագություն, մեխանիկական էներգիայի համակարգի փոխազդող մարմինների չի փրկվել: Մի օրինակ է այն ուժերի այս տեսակի, որոնք կոչված են ոչ-պահպանողական է, այն ուժը, շփման: Եթե դուք գործել մարմնի frictional ուժի, դա անհրաժեշտ է հաղթահարել դրանք ծախսել էներգիան, որը մաս է կազմում այն օգտագործվում է կատարել աշխատանքը դեմ ուժերի շփման. Սակայն, խախտում է օրենքի պահպանության էներգետիկայի միայն երեւակայական, քանի որ դա մի առանձնահատուկ դեպք է ընդհանուր օրենքի պահպանության եւ վերափոխման էներգիայի. Մարմինը էներգետիկ երբեք չի անհետանում, եւ հայտնվում է: Նա միայն փոխարկվում են մի ձեւով մյուսը: Այս օրենքն բնության շատ կարեւոր է, դա արվում է ամենուր: Այն նաեւ երբեմն կոչվում է որպես ընդհանուր օրենքի պահպանության եւ վերափոխման էներգիայի.

Զրույց միջեւ ներքին էներգիայի մարմնի, կինետիկ եւ պոտենցիալ էներգիաների

Որ ներքին էներգիայի (U) եւ մարմնի, դա իր լի էներգիան մարմնի մինուս մարմինը ԸՕ որպես ամբողջություն, եւ դրա PE արտաքին դաշտային ուժով: Այստեղից կարելի է եզրակացնել, որ ներքին էներգիայի բաղկացած TBE պատահական շարժման մոլեկուլների, փոխգործակցության միջեւ PE եւ vnutremolekulyarnoy էներգիայի. Ներքին էներգիա - ը միանշանակ ֆունկցիան համակարգի պետության, որը ասում է, որ եթե այդ համակարգը գտնվում է այս պետության, նրա ներքին էներգիայի վերցնում է իր ներհատուկ արժեքը, անկախ նրանից, թե ինչ է պատահել նախկինում:

հարաբերական

Երբ արագությունը մարմնի մոտ է թեթեւ արագություն, կինետիկ էներգիան է հայտնաբերվել է հետեւյալ բանաձեւով `

Կինետիկ էներգիան մարմնի, որ բանաձեւը, որն արդեն գրվել վերեւում, կարող է նաեւ լինել հաշվարկվում է հետեւյալ սկզբունքով.

Օրինակներ խնդիրների գտնել կինետիկ էներգիան

1. Համեմատել կինետիկ էներգիայի գնդակը քաշով 9 գ, թռչում է արագությամբ 300 մ / վ, եւ մի մարդ քաշով 60 կգ, վազում արագությամբ 18 կմ / ժ:

Այնպես որ, այն, ինչ մենք արդեն տվել է: մ ₁ = 0.009 կգ. V ₁ = 300 մ / վ; ₂ մ = 60 կգ, V = ₂ 5 մ / վ:

լուծում:

• Կինետիկ էներգիայի (Eq) _է E = mv ^2: 2:
• Մենք ունենք բոլոր տվյալները համար հաշվարկման, եւ, հետեւաբար, _{պետք է} գտնել E եւ անձի եւ գնդակի.
• E = _k1 (x 0.009 կգ (300 մ / վրկ) ²⁾ 2 = 405 J;
• _K2 = E (x 60 կգ (5 մ / վրկ) ²⁾ 2 = 750 J.
• E _k1

Պատասխան: կինետիկ էներգիան գնդակի պակաս է մարդկային:

2. Փոխանցման 10 կգ էր բարձրացրել է բարձրության 10 մ, որից հետո այն էր ազատ է արձակվել. Ինչ է ԵՀ հրահանգի դա կլինի մի բարձրության 5 մ. Օդի դիմադրություն թույլատրվում է անտեսված:

Այնպես որ, ինչ մենք արդեն տրվել է: m = 10 կգ. h = 10 մ. ₁ ժ = 5 մ. գ = 9,81 N / կգ: E _k1 -

լուծում:

• Մարմինը տվյալ զանգվածի, բարձրացրել է որոշակի բարձրության, որ պոտենցիալ էներգիան է: E _p = mgh: Եթե մարմինը ընկնում, դա մի որոշակի բարձրության ժ ₁ կունենաք քրտինքը: էներգետիկ E = mgh _{պահանջը 1} եւ Kin. էներգետիկ E _k1: Ինչպես հարկն է հայտնաբերվել է կինետիկ էներգիան բանաձեւով, որն արդեն ցուցադրված է վերեւում, չի աշխատում, եւ, հետեւաբար, լուծել խնդիրը, ըստ հետեւյալ ալգորիթմի.
• Այս քայլով, դուք օգտագործեք օրենքը էներգիայի պահպանման, եւ մենք կարող ենք գրել: E _n1 + E _K1 = E _n.
• Ապա E _k1 = E _n - E _{n 1} = mgh - mgh ₁ = մգ (HH _1):
• Փոխարինող արժեքները մեր բանաձեւով, մենք ձեռք: E = 10 x _k1 9.81 (10-5) = 490.5 J.

Պատասխան: E _K1 = 490,5 J.

3. երկվորյակ զանգվածային թափանիվ ունենալու զանգվածային m իսկ շառավիղը R, որը եզրափակվեց առանցքի շուրջը անցնող իր կենտրոնում: Փաթաթում անկյունային արագությունը թափանիվի - ω. Որպեսզի կանգնեցնել թափանիվ է իր եզերք է սեղմված դեմ արգելակի կոշիկի գործող այն ֆորս F _շփման. Որքան շատ հեղափոխություններ չի կատարել թափանիվ մի ամբողջական stop. Հաշվի առնել, որ քաշը թափանիվի կենտրոնացած է RIM.

Այնպես որ, ինչ մենք արդեն տրվել է: m. R; ω; F _շփում: N -?

լուծում:

• Է լուծել խնդիրը չի ստանձնել նման թափ թափանիվ դառնում համասեռ բարակ Հուպ շառավղով R եւ զանգվածային m, որը դառնում է անկյունային արագություն ω:
• Կինետիկ էներգիան մարմնի հավասար է: E _A = (J ω ²⁾ 2, որտեղ J = մ R ^2:
• Թափանիվ դադարում պայմանով, որ իր բոլոր ծախսվում է TBE աշխատանքի հաղթահարել շփման ուժ F _{շփում գեներացվել} միջեւ արգելակային կոշիկի եւ _RIM:-ի E = F շփման, * s, որտեղ S - ն անջատումը հեռավորությունը, որը հավասար է 2 πRN.
• Հետեւաբար, F * 2 _Շփում πRN = (M R ² ω ²⁾ 2, որտեղ N = (մ ω ² R) (4 π F mp):

Պատասխան: N = (mω ² R) (4πF _MP):

Եզրափակելով

Էներգիա - կարեւոր բաղադրիչն է բոլոր ասպեկտների կյանքի, քանի որ առանց դրա, ոչ մի մարմին չէր կարողանա կատարել աշխատանքը, այդ թվում մարդկանց. Մենք կարծում ենք, որ հոդվածում հստակ նշված է, որ դա մի ուժ է, եւ մանրամասն նկարագրությունը բոլոր ասպեկտների մեկի իր բաղադրիչների `կինետիկ էներգիայի կօգնի ձեզ հասկանալ, թե բազմաթիվ գործընթացների, որոնք տեղի են ունենում մեր մոլորակի. Եւ թե ինչպես պետք է գտնել կինետիկ էներգիան, դուք կարող եք սովորել օրինակներից բանաձեւեր եւ խնդրի լուծման, որ վերը նշված.