Kinetička energija: definiranje formula. Nađi kinetičke energije molekula, prijevodni gibanje, proljeće, tijelo, molekule plina?

Svakodnevno iskustvo pokazuje da je svojstvo tijela može biti premještena, i preselio se zaustavi. Mi smo uvijek nešto učiniti u svijetu je dahom, sunce sja ... Ali odakle ljudi, životinja i prirode u cjelini dolazi od snage učiniti taj posao? nestaje ako mehaničko kretanje

Koncept energije

Za rad motora, koja daju kretanja automobila, traktora, lokomotive, avioni trebaju gorivo koje je izvor energije. Električni strojevi dati kretanja pomoću električne energije. Zbog energije vode koja pada s visine, VODNOJ opet povezan s električnim strojevima, generira električnu struju. Čovjek postojati i raditi, također je potrebna energija. Kažu da je u redu, kako bi se obavljati nekakav posao, morate energiju. Što je energija?

• Promatranje 1. Podignite loptu iznad tla. Dok je on u stanju mira, mehanički rad ne obavlja. Pusti ga. Pod utjecajem gravitacije lopta padne na zemlju iz određene visine. Tijekom pada loptu obavlja mehanički rad.
• Promatranje 2. somknite proljeće, mi to popraviti i staviti konac na proljeće puža. Zapalili konac, proljeće leži ravno te povećati težinu željeza na određenu visinu. obavlja proljeće mehanički rad.
• 3. Promatranje kolica će popraviti štap sa blokom na kraju. Nakon blok perekinem niti, od kojih je jedan kraj je rana na kolica osi i na drugom visi bob. Pusti platine. pod utjecajem gravitacija on će potonuti i dati kolica. Bob obavlja mehanički rad.

Nakon analize svih gore navedenih promatranja, možemo zaključiti da ako se obavlja tijelo ili tijela nekoliko interakcija tijekom mehanički rad, on je rekao da oni imaju mehaničku snagu ili energiju.

Koncept energije

Energija (od grč. Riječi energija - aktivnosti) - fizička veličina koja karakterizira sposobnost tijela da obavljaju posao. Jedinica energije, i funkcionira u SI sustav jedan je Joule (J 1). Pismo energije označen je slovom E. Iz gore navedenih eksperimenata, jasno je da je tijelo obavlja rad, kada prelazi iz jednog stanja u drugo. gdje je energetsko tijelo mijenja (smanjuje), a mehanički rad je jednak rezultat promjene u njegovoj mehaničke energije koju obavlja tijelo.

Vrste mehaničke energije. Koncept potencijalne energije

Razlikovati 2 vrste mehaničke energije: potencijal i kinetiku. Sada se bliži pogled na potencijalne energije.

Potencijalna energija (PE) - je energija određuje relativni položaj tijela koja su u interakciji ili dijelova samog tijela. Budući da svako tijelo i zemlja privlače jedni druge, odnosno, oni djeluju, PE tijelo podigli iznad zemlje, ovisit će o visini lifta h. Što je veća tijelo podiže, više mu PE. Utvrđeno je eksperimentalno da PE ne ovisi samo o visini na kojoj je podignuta, ali i na tjelesnoj težini. Ako tijelo porasli su na istoj visini, tijelo ima veću masu imat će veći i PE. Formula te energije je kako slijedi: E_n = MGH, gdje E_n - Ova potencijalna energija, m - Tjelesna masa, g = 9,81 H / kg, h - visina.

Potencijal energije proljeće

Potencijal energija elastično deformira tijelo zove fizičke količine E_n, da kada se mijenja brzinu paralelno pomicanje pod djelovanjem elastične sile smanjuje se točno koliko kinetička energija raste. Opruge (kao drugi elastično deformira tijelo) imaju PE, koja je jednaka polovini njihove krutosti proizvoda k naprezanje na trgu: x = KX²: 2.

Kinetička energija: formula i definicija

Ponekad je vrijednost mehanički rad može se vidjeti bez uporabe pojmova snage i gibanja, s naglaskom na činjenicu da rad predstavlja promjenu u tijelu energije. Sve što možemo je potrebno - je masa tijela i početne i krajnje brzine koji će nas dovesti do kinetičke energije. Kinetička energija (KE) - energija može pripisati tijela zbog vlastitog pokreta.

Kinetička energija vjetra, što se upotrebljava za dobivanje pokreta vjetroturbina. Potaknuta mase zraka pod pritiskom na nagnutoj ravnini vjetroagregata krila, i prisiliti ih da se okrene. Rotacija strane prijenosnog sustava prijenosa mehanizma obavlja određeni posao. Potaknuta vodi, pretvara snagu turbine, gubi dio svoje CE, radi posao. Leteći visoko na nebu avion, osim PE, CE. Ako je tijelo u odmaranja, to jest, njegova brzina u odnosu na Zemlju je nula, a CE odnosu na zemlje je nula. Utvrđeno je eksperimentalno da je veća težina i brzina kojom se kreće, to više TBE. Formula kinetičke energije u translacijskom kretanju u matematičkim izrazom je kako slijedi:

gdje K - kinetička energija, m - tjelesne težine, v - brzina.

Promjena kinetičke energije

Budući da je brzina kretanja tijela je promjenjiva ovisno o izboru referentnog sustava, vrijednost CE tijelo također ovisi i izbor. Promjena kinetičke energije (IKE) tijela nastaje zbog djelovanja na tijelo vanjske sile F. fizikalna veličina , koji je jednak IKE &Delta-E_u tijelo kao rezultat sila koje djeluju na njega F, pod nazivom: A = &Delta-E_u. Ako se tijelo kreće s brzinom v₁, sila F, poklapa sa smjerom, brzina kretanja tijela će povećati vremenski interval t do određene vrijednosti v₂. U tom slučaju, Ike:

gdje m - tela- težine d - udaljenost putovao tela- V_f1 = (V₂ - V₁) - V_f2 = (V₂ + V₁) - a = F: m. To je za ova formula izračunava koliko kinetička energija se mijenja. Formula može imati i sljedeće tumačenje: &Delta-E_u = Flcos , gdje cos je kut između vektora sile F i brzina V.

Prosječna kinetička energija

Kinetička energija je energija određuje brzinu od različitih točaka koje pripadaju ovom sustavu. Međutim, budite svjesni da je potrebno razlikovati dvije energije koje karakteriziraju različiti vrste kretanja: translacijske i rotacijski. Prosječna kinetička energija (SKE) u ovom slučaju je prosječna razlika između ukupne energije cijelog sustava i njegova moć uma, to jest, u stvari, njegova veličina - to je prosječna vrijednost potencijalne energije. prosječna kinetička energija je formula:

gdje je k - je konstanta Boltzmanova T - temperature. To je ova jednadžba je osnova molekularne-kinetičke teorije.

Prosječna kinetička energija molekula plina

Brojni eksperimenti su pokazali da je prosječna kinetička energija molekula plina u kretanje prema naprijed pri određenoj temperaturi je isti i ne ovisi o vrsti plina. Nadalje, također je utvrđeno da grijanje plin 1 ^okoS ske poveća za jednu i istu vrijednost. Točnije, vrijednost je: &Delta-E_u = 2.07 x 10^-23J /^okoS. Kako bi se shvatiti što je prosječna kinetička energija molekula plina u naprednom pokretu, potrebno je, pored ove relativne veličine, ali znam barem jednu apsolutnu vrijednost energije prijevodni pokreta. U fizici, vrijednosti za širok raspon temperatura određena dovoljno precizno. Na primjer, na temperaturi t = 500 ^okoC kinetička energija translacije gibanja molekule Ek = 1600 x 10^-23J .. Znajući vrijednost 2 (&Delta-E_u i E_u) kako možemo izračunati energiju prijevodni gibanje molekula pri određenoj temperaturi i riješiti inverznog problema - za određivanje temperature na setu energetskih vrijednosti.

Na kraju se može zaključiti da je prosječna kinetička energija molekula, formulakotoroy gore prikazani ovisi samo o apsolutnoj temperaturi (i za bilo koju stanju nakupine tvari).

Video Fizika: priprema za ispit. Molekularno-kinetička teorija

Zakon o održanju ukupne mehaničke energije

Proučavanje gibanje tijela pod djelovanjem gravitacije i elastičnih sila pokazala da je fizikalna veličina koja se naziva potencijalna energija E_n- to ovisi o tjelesnog okvira, a njegova promjena je izjednačen Ike, koja se uzima sa suprotnim predznakom: &deltaE_{n =} -&Delta-E_u. Dakle, zbroj CE i PE mijenja tijelo koje u interakciji s gravitacijske sile i elastičnih sila 0: &deltaE_n + &Delta-E_u = 0. Sile koje ovise samo o koordinatama tijela se zove konzervativan. Atraktivna sila i elastičnost su konzervativne snage. Zbroj kinetičke i potencijalne energije u tijelu je pun mehaničke energije: E_n + E_u = E.

Ta činjenica, što je dokazano najtočnije eksperimente,
poziv Zakon o održanju mehaničke energije. Ako je tijelo u interakciji sile, koje ovise o relativnoj brzini, mehanička energija sustava u interakciji tijela ne sprema. Primjer snaga ovog tipa, koje se nazivaju nekonzervativna, su sile trenja. Ako djeluju na tijelo sila trenja, potrebno je da ih pobijedi na trošiti energiju koja je dio se koristi za obavljanje posla protiv sila trenja. Međutim, kršenje zakona o očuvanju energije je samo imaginarna, jer to je poseban slučaj opće zakona o očuvanju i transformaciju energije. energetsko tijelo nikada ne nestaje i ne pojaviti: ona se pretvara samo iz jednog oblika u drugi. Ovaj zakon prirode je vrlo važno, to je učinjeno posvuda. To je također ponekad naziva općim zakonima očuvanja i transformaciju energije.

Komunikacija između unutarnje energije tijela, kinetička i potencijalna energija

Unutarnja energija (U) tijela - to je njegova puna energija tijela minus tijelo EZ-a kao cjeline i njegova PE u vanjskom jakost polja. Iz toga možemo zaključiti da je unutarnja energija se sastoji od KME slučajnih gibanja molekula, interakcije između PE i vnutremolekulyarnoy energije. Unutarnja energija - jedna cijenjena funkcija stanja sustava, koji kaže sljedeće: ako je sustav u ovoj državi, njegova unutarnja energija uzima svoje inherentne vrijednosti, bez obzira na to što se dogodilo ranije.

relativizam

Kada je brzina tijela blizu brzine svjetlosti, kinetička energija nalazi se prema sljedećoj formuli:

Kinetička energija tijela, formula koja je gore napisano, može se izračunati na sljedeći princip:

Primjeri problema pronaći kinetičku energiju

1. Usporedite kinetička energija kugla mase 9 g, leti brzinom od 300 m / s, a osoba težine 60 kg, radi na brzini od 18 km / h.

Dakle, ono što smo dobili: m₁ V = 0,009 kg-₁ = 300 m / c m₂ = 60 kg, V₂ = 5 m / s.

rješenje:

• Kinetička energija (formula): E_u = mv² : 2.
• Imamo sve podatke za obračun i stoga naći E_u i za osobu i za loptom.
• 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: kinetička energija lopte manji od ljudskog.

2. Tijelo 10 kg je podignuta do visine od 10 m, nakon čega je oslobođen. Što EZ bit će na visini od 5 m? Otpor zraka se smije zanemariti.

Dakle, ono što smo dobili: m = 10 h = 10 kg-m- h₁ 5 m- = g = 9,81 N / kg. E_k1 - ?

rješenje:

• Tijelo određene mase, podigli na određenu visinu, ima potencijalnu energiju: E_n = MGH. Ako je tijelo pada, to je na određenu visinu h₁ To će imati znoj. energija E_n = MGH₁ i rod. energija E_k1. Da bi pravilno utvrdio kinetičku energiju formule, koji je prikazan iznad, ne radi, a time riješiti problem prema sljedećem algoritmu.
• U ovom koraku, koristite zakon očuvanja energije, a možemo pisati: E_n1 + E_k1 E =_br.
• tada E_k1 = E_n - E_n1 = MGH - MGH₁ = Mg (h-h₁).
• Uvrštavanjem naše vrijednosti u formulu, dobit ćemo: E_k1 10 x = 9,81 (10-5) = 490,5 J.

Odgovor: E_k1 = 490,5 J.

3. dva masa zamašnjaka A koja ima težinu m i radijus R, To omotan oko osi koja prolazi kroz njegovo središte. Završavajući kutna brzina zamašnjaka - &co-. U cilju da se zaustavi zamašnjak na rubu, pritisnut protiv djelovanja kočionih pločica na nju silom F_trenje. Koliko revolucije će zamašnjak do potpunog zaustavljanja? Uzmite u obzir da je težina zamašnjaka centriran na rubu.

Dakle, ono što smo dobili: m- R- &omega-- F_trenje. N -

rješenje:

• U rješavanju problema, pretpostavljamo brzina zamašnjak okreće tako tanak jedinstvenu obruč sa radijusom R i težina m, koji se okreće s kutne brzine &co.
• Kinetička energija tijela jednaka je: E_u = (J&co-²) 2, naznačen time, da J = mR².
• Zamašnjak prestati uz pretpostavku da su sve njegove FSME proveo na radu u prevladavanju sile trenja F_trenje nastaje između papučica kočnice i ruba: E_u = F_trenje* s_, gdje s - to zaustavnog puta koja je jednaka 2&pi-RN.
• dakle, F_trenje*2&pi-RN = (MR²&co-²) 2, pri čemu N = (m&co-²R) (4&pi-F_tt).

Odgovor: N = (m&co-²R) (4&pi-F_tt).

u zaključku

Energija - je bitna komponenta u svim aspektima života, jer bez toga nema tijelo neće moći obavljati posao, uključujući i ljude. Mislimo da je članak jasno pokazuje da je moć, a detaljan opis svih aspekata jednog od njegovih komponenti - kinetička energija - će vam pomoći razumjeti mnoge procese koji se događaju na našoj planeti. I kako pronaći kinetičku energiju, što možete naučiti iz primjera formula i rješavanja problema gore.