Kinetična energija: opredelitev formule. Poišči kinetično energijo molekul, prečno gibanje, pomlad, telo, molekul plina?

Dnevni izkušnje kažejo, da se premoženje telesa lahko premakne, in se preselil v ustavi. Mi smo vedno kaj storiti po vsem svetu je živahno, sonce sije ... Ampak kje je ljudi, živali in narave nasploh prihaja iz dobrega za to delo? izgine, če mehansko gibanje

Koncept energije

Za delovanje motorja, ki mu dajo avtomobile gibanja, traktorji, lokomotive, letala potrebujejo gorivo, ki je vir energije. Električni stroji dajejo gibanje s pomočjo elektrike. Zaradi energije vode padel z višine, Hydroturbine vklopite priključeni na električne stroje, ustvarja električni tok. Človek obstajati in delo, prav tako potrebujejo energijo. Pravijo, da je v redu, za opravljanje neke vrste dela, ki jih je treba energijo. Kaj je energija?

• Opazovanje 1. Dvignite žogo nad tlemi. Medtem ko je v stanju miru, se mehanska dela ne opravljajo. Pusti ga. Pod vplivom gravitacije žoga pade na tla iz določene višine. Pri padcu žogo se izvaja mehansko delo.
• Opazovanje 2. somknite pomlad, smo ga popraviti in dal niti na spomladanskem slug. Zažgali nit, spomladi leži ravno in dvig teže železa na določeni višini. Pomlad mehansko opravljeno delo.
• 3. Voziček opazovalno pritrditi palico z blokom na koncu. Po blok perekinem navojem, katerega en konec je navita na osi vozičku in na drugi visi bob. Pusti grezila. pod vplivom teža bo potoniti in dal voziček. Bob izvaja mehansko delo.

Po analizi vseh zgoraj navedenih ugotovitev, lahko sklepamo, da če se izvaja organ ali organe, več interakcije med mehansko delo, ki je dejal, da imajo mehansko energijo ali energijo.

Koncept energije

Energija (od grške. Wordu energije - dejavnosti) - fizična količina, ki je značilna sposobnost organov za izvrševanje dela. Enota energije, ter deluje tudi v sistemu SI je ena Joule (J1). V pismu energije označena s črko E. Iz zgornjih poskusov, je jasno, da je telo opravlja delo pri prehodu iz enega stanja v drugo. kjer je energija telo spreminja (pada), in mehansko delo je enak rezultat spremembe njegove mehanske moči, ki jo izvaja organ.

Vrste mehanske energije. Pojem potencialne energije

Razlikovati 2 vrsti mehanske energije: Potencialna in kinetična. Zdaj pa podrobnejši pogled na potencialne energije.

Potencialna energija (PE) - je energija, ki jo je relativni položaj organov, ki sodelujejo ali deli samega telesa določena. Ker vsako telo in zemlja medsebojno privlačijo, to je, med seboj sodelujejo, PE telo dvigne nad tlemi, bo odvisna od višine dvigala h. Višja telo se dvigne, bolj njegova PE. Ugotovljeno je bilo eksperimentalno, da vzgoje ni odvisna samo od višine, na kateri je bilo postavljeno, ampak tudi na telesno težo. Če bi bilo telo postavljeno na isto višino, bo telo, ki ima večjo maso imajo večjo in PE. Formula te energije je, kot sledi: E_n = MGH, kjer je E_n - Ta potencial energije, m - Telesna masa, g = 9,81 h / kg, h - višina.

Potencialna energija vzmeti

Potencialna energija elastično deformira telo imenuje fizično količino E_n, da pri spreminjanju hitrosti na premikanje v okviru akcije elastične sile zmanjša za natanko toliko, kot so kinetične energije povečuje. Springs (kot drugi elastično deformira telo) ima PE, ki je enaka polovici njihove togosti izdelka K seva na trgu: x = kx²: 2.

Kinetična energija: formula in definicija

Včasih je vrednost mehansko delo je mogoče videti brez uporabe konceptov sile in gibanja, ki se osredotoča na dejstvo, da delo predstavlja spremembo energije v telesu. Vse, kar smo morali - je masa telesa in njenega začetka in končno hitrostjo, ki nas bo vodila v kinetično energijo. Kinetična energija (KE) - energija pripisati telo zaradi lastnega gibanja.

Kinetična energija je veter, pa se uporablja, da jim dajo gibanja vetrnih turbin. z maso zraka vozi pod pritiskom na nagnjeni ravnini vetrnih turbin krila in jih prisiliti, da se obrne. Vrtenje z mehanizmom za prenos prenosnega sistema opravlja določeno delo. z vodo poganja, obrne moč turbine, izgubi del svojega CE, to delo. Letenje visoko v nebo ravnini, poleg PE, CE. Če je telo v stanju mirovanja, to je njegova hitrost glede na Zemljo, je nič, in njegova CE glede na zemlji nič. Ugotovljeno je bilo, poskusi, da se večja teža in hitrost, s katero se premika, bolj KME. Formula kinetično energijo translacijskega gibanja v matematični izraz je, kot sledi:

kjer je K - kinetična energija, m - telesne teže, v - hitrost.

Sprememba kinetične energije

Ker je hitrost gibanja telesa različno, odvisno od izbire referenčnega sistema, da vrednost CE telo je odvisen tudi od njegove izbire. Sprememba kinetične energije (IKE) telesa se pojavi zaradi delovanja na telo zunanje sile F. fizikalna količina , ki je enaka IKE &Delta-E_za telo kot posledica sila na njej F, imenovano delovanja: A = &Delta-E_za. Če se telo giblje s hitrostjo v₁, sila F, sovpada s smerjo, bo hitrost gibanja telesa poveča časovni interval t do določene vrednosti v₂. V tem primeru, IKE je:

kjer je m - tela- teža d - prevožena razdalja tela- V_f1 = (V₂ - V₁) - V._f2 = (V₂ + V₁) - a = F: m. Gre za to formulo izračuna, koliko kinetična energija se spremeni. Formula ima lahko tudi naslednjo razlago: &Delta-E_za = Flcos , kadar je cos kot med vektorji sile F in hitrost V.

Povprečna kinetična energija

Kinetična energija je energija, ki jo je hitrost na različnih mestih, ki spadajo v ta sistem določi. Vendar pa se zaveda, da je treba razlikovati med dvema energije, ki sta značilna za različne vrste gibanja: translacijsko in rotacijsko. Povprečna kinetična energija (SKE), v tem primeru je povprečna razlika med skupnim energije celotnega sistema in njegovo moč uma, ki je, v resnici, njena velikost - to je povprečna vrednost potencialne energije. povprečna kinetična energija formula:

če je k - je Boltzmannova konstanta, T - temperatura. To je ta enačba je osnova za molekularno-kinetični teoriji.

Povprečna kinetična energija molekul plina

Številni poskusi so pokazali, da je povprečna kinetična energija molekul plina v gibanje naprej pri dani temperaturi enaka in ni odvisna od vrste plina. Poleg tega je bilo ugotovljeno, da segrevanje plina 1 ^oZ ske poveča za eno in isto vrednost. Natančneje, je vrednost: &Delta-E_za = 2,07 x 10^-23J /^oS. Da, da ugotovimo, kaj je povprečna kinetična energija molekul plina v postopnem gibanju, je treba poleg tega relativno majhna, vendar pozna vsaj eno absolutno vrednost energije premočrtno gibanje. V fizike, vrednosti za širok razpon temperatur dovolj točno določiti. Na primer, pri temperaturi t = 500 ^oC kinetična energija premočrtno gibanje molekule Ek = 1600 x 10^-23J .. Poznavanje vrednost 2 (&Delta-E_za in E_za) kako lahko izračunamo energijo premočrtno gibanje molekul pri določeni temperaturi in reševanje inverznega problema - za določanje temperature na naboru energetskih vrednosti.

Končno je mogoče zaključiti, da je povprečna kinetična energija molekul, formulakotoroy zgoraj prikazano odvisna samo od absolutne temperature (in za vsako agregatnem stanju snovi).

Video Fizika: priprava na izpit. Molekularna-kinetična teorija

Zakon o ohranitvi celotne mehanske energije

Študija o gibanju teles pod vplivom gravitacije in elastičnih sil, je pokazala, da je fizikalna veličina, ki se imenuje potencialna energija E_n- je odvisen od telesne okvir in njegova sprememba enačijo Ike, ki je sprejet z nasprotnim predznakom: &delta-E_{n =} -&Delta-E_za. Tako je vsota CE in PE spremeni telo, ki komunicirajo z gravitacijske sile in elastičnih sil je 0: &delta-E_n + &Delta-E_za = 0. Sile, ki so odvisni samo od koordinat v telesu se imenuje konzervativna. Privlačna sila in elastičnost, so konzervativne sile. Vsota kinetične in potencialne energije telesa je polna mehanske energije: E_n + E_za = E.

To dejstvo, ki je bilo dokazano najbolj natančnih poskusov,
klic zakon o ohranitvi mehanske energije. Če organ interakcijo sile, ki so odvisni od relativne hitrosti, se mehanska energija sistema za vzajemno organov ne shranjujejo. Primer sil te vrste, ki se imenujejo ne-konservativna, so sile trenja. Če deluje na telo torne sile, da je potrebno za njihovo premagovanje porabljati energijo, ki je del se uporablja za opravljanje dela proti silam trenja. Vendar pa je kršitev zakona o ohranitvi energije je le namišljena, saj gre za poseben primer splošnega prava ohranjanje in preoblikovanje energije. Telo energija nikoli ne izgine in ne ponovi: da pretvorimo samo iz ene oblike v drugo. Ta zakon narave je zelo pomembno, da se opravi povsod. Prav tako je včasih označuje kot splošno pravo ohranjanje in preoblikovanje energije.

Komunikacija med notranjo energijo telesa, kinetična in potencialna energije

Notranja energija (U) telesa - to je njegova polna energije telesa minus telo ES kot celote in njena PE v jakosti zunanjega polja. Iz tega lahko sklepamo, da je notranja energija sestavlja KME naključnega gibanja molekul, interakcije med PE in vnutremolekulyarnoy energije. Notranja energija - eno-vrednotena funkcija stanja sistema, ki pravi naslednje: če je sistem v tem stanju, njegova notranja energija ima svojo lastno vrednost, ne glede na to, kaj se je zgodilo prej.

relativizem

Ko je hitrost telesa blizu svetlobnega hitrosti, je kinetična energija dalo z naslednjo formulo:

Kinetična energija telesa, formula, ki je bilo napisano zgoraj, se lahko izračuna tudi na naslednjem načelu:

Primeri problemov, da bi našli kinetična energija

1. Primerjaj kinetična energija podajo tehta 9 g, ki leti s hitrostjo 300 m / s, in oseba, ki tehta 60 kg, ki teče pri hitrosti 18 km / h.

Torej, kaj smo prejeli: m₁ V = 0,009 kg-₁ = 300 m / c m₂ = 60 kg, V₂ = 5 m / s.

raztopina:

• Kinetična energija (formula): E_za = MV² : 2.
• Imamo vse podatke za izračun, in se zato zdi E_za in za osebo in za žogo.
• E_k1 = (0,009 x kg (300 m / s)²): 2 = 405 Dzh-
• E_k2 = (x 60 kg (5 m / s)²): 2 = 750 J.
• E_k1 < E_k2.

Odgovor: Kinetična energija kroglice je manjša od človeške.

2. Telo 10 kg je bilo postavljeno na višini 10 m, nakar je bilo sproščeno. Kaj ES bo na višini 5 m? zračni upor je dovoljeno zanemariti.

Torej, kaj smo prejeli: m = 10 h = 10 kg-m- h₁ 5 m- = g = 9,81 N / kg. E_k1 - ?

raztopina:

• Telo določene mase, dvigne do določene višine, ima potencialno energijo: E_n = MGH. Če telo pade, je na določeni višini h₁ To bo imelo znoj. energija E_n = MGH₁ in kin. energija E_k1. Za pravilno ugotovila, da je kinetična energija formulo, ki je bilo navedeno zgoraj, ne deluje, zato rešitev problema v skladu z naslednjim algoritmom.
• V tem koraku boste uporabili zakon o ohranjanju energije, in lahko zapišemo: E_n1 + E_k1 E =_n.
• potem E_k1 = E_n - E_n1 = mgh - mgh₁ = Mg (h-h₁).
• Ob zamenjavi naših vrednot v formuli, dobimo: E_k1 10 x = 9,81 (10-5) = 490,5 J.

Odgovor: E_k1 = 490,5 J.

3. enojnima masa vztrajnika z maso m in polmer R, To je ovit okoli os, ki poteka skozi njeno središče. Zavijanje kotno hitrost vztrajnika - &omega-. Da bi ustavili vztrajnik svoje platišča pritisne proti deluje zavorno čeljust na njej s silo F_trenja. Koliko obratov bo vztrajnika do popolnoma ustavilo? Upoštevati, da je masa vztrajnika središčem na platišču.

Torej, kaj smo prejeli: m- R- &omega-- F_trenja. N -?

raztopina:

• Pri reševanju problema, predpostavimo, hitrost vztrajnik obrne tako tanko enotno obroč s polmerom R in teža m, ki se vrti s kotno hitrostjo &omega-.
• Kinetična energija telesa je enaka: E_za = (J&omega-²) 2, kjer je J = mR².
• Vztrajnik ustavi ob predpostavki, da vse svoje KME, porabljen za delo za premagovanje sile trenja F_trenja nastane med zavorne čeljusti in platišča: E_za = F_trenja* i_, kjer je i - je zavorna pot, kar je enako 2&PI-RN.
• zato, F_trenja*2&PI-RN = (MR²&omega-²) 2, kjer je N = (m&omega-²R): (4&PiF_mp).

Odgovor: N = (m&omega-²R): (4&PI-F_mp).

Na koncu

Energija - je bistvenega pomena pri vseh vidikih življenja, saj brez nje, ne telo ne bi mogla opravljati delo, vključno z ljudmi. Mislimo, da je članek vam je jasno navedeno, da je moč, in podroben opis vseh vidikov enega od njegovih sestavnih delov - kinetične energije - vam bo pomagal razumeti številne procese, ki se pojavljajo na našem planetu. In kako najti kinetično energijo, se lahko naučite iz primerov formul in reševanje problemov od zgoraj.