ENERGIA. KINEETTINEN ENERGIA

Oppitunnin tarkoitus: Opiskelijoiden tulee tuntea energian käsite, liike-energia ja sen mittayksiköt.

Oppitunnin tyyppi: yhdistetty.

Suunnittele uuden materiaalin oppiminen.

1. Kehon kineettisen energian käsite ja sen mittayksikkö.

2. Kineettisen energian lause.

3. Auton jarrutusmatkan laskeminen.

Tuntien aikana

minä . Org. hetki

Poissa olevien kuulustelu, läksyjen tarkistaminen.

II . Tutkimus Uusi materiaalia.

Energiaa

1. Energian käsite

Jos keho tai kehojärjestelmä voi tehdä työtä, niillä sanotaan olevan energiaa.

Energia mekaniikassa on suure, jonka määrää järjestelmän tila - kappaleiden sijainti ja niiden nopeus; energian mittaus järjestelmän siirtyessä tilasta toiseen on yhtä suuri kuin ulkoisten voimien työ.

1. Kehon kineettisen energian käsite ja sen mittayksikkö.

Kineettinen energia kappaleet - skalaarinen fysikaalinen määrä, joka on puolet kehon massan ja sen nopeuden neliön tulosta:

.

Kineettinen energia, kuten työ, mitataan jouleina (J). Kineettinen energia riippuu kehon nopeudesta, joten sen arvo riippuu vertailukehyksen valinnasta.

2. Kineettisen energian lause.

Määritellään fysikaalinen suure, joka muuttuu kun työtä tehdään. Harkitse tätä kehon liikettä massan kanssa t, jonka nopeus kasvaa nopeuden mukana

ennen ja kaikkien siihen kohdistettujen voimien vaikutuksen alaisena. Tuloksena olevan työ jatkuva voima suuntaisesti yhteensopiva siirtymän kanssa on yhtä suuri kuin MUTTA = F ∆ x . Koska F = ta,, sitten. Tai

Tätä kaavaa kutsutaan kineettisen energian lauseeksi, missä

on kineettistä energiaa alkuhetki aika.

Kehon liike-energian muutos vastaa kaikkien työtä kehoon vaikuttavat voimat: E - -E k0 =A. Kineettisen energian teoreema pelkistyy tasa-arvoon

3. Auton jarrutusmatkan laskeminen.

Kun kyseessä on kappaleen hidastuminen, jolla on kineettinen alkuenergia E k0

, pysäkille asti ( v= 0, 0), kineettisen energian lause tulee esittää muodossa

Etsitään jarrutusmatkat auto on sen matkaa, kunnes se pysähtyy kokonaan. Jarrutusprosessissa painovoima, tuen reaktiovoima ja kitkavoima vaikuttavat autoon. Painovoima ja tuen reaktiovoima on suunnattu kohtisuoraan auton liikettä vastaan, joten niiden työ on nolla. Tämä tarkoittaa, että kaikkien voimien kokonaistyö on yhtä suuri kuin liukukitkavoiman työ. Ottaen huomioon, että voima on suunnattu vastapäätä siirtymää l ja mitä F tr = µ N , löytö MUTTA = MUTTA tr = - µ mgl

Aihe 2. Energia ja energiavarat

Ihminen kohtaa jatkuvasti energian käsitteen ja joskus ei ajattele sitä. syvä taju. Energia määritellään yleiseksi määrälliseksi mittariksi useita muotoja aineen liikettä. Mukaisesti erilaisia ​​liikkeen muotoja ja erottaa mekaaninen, lämpö-, sähkö-, ydin-, kemiallinen ja muun tyyppistä energiaa.

M.V.:n löytämän suojelulain mukaisesti. Lomonosov, energiaa ei menetetä, vaan se varastoidaan ja muunnetaan muun tyyppiseksi energiaksi.

Siksi energia on ydin, joka yhdistää kaikki prosessit ja ilmiöt. aineellinen maailma. Energialaitoksissa energiaanalyysi on tärkein työkalu energian muunnosprosessien tutkimiseen ja jokaisessa vaiheessa todennetaan. tekninen prosessi energiataseehdon täyttyminen. Muutosprosessissa osa energiasta voi muuttaa muotoaan, mikä usein vaikeuttaa määrällistä kirjanpitoa ja tasapainotarkastuksia.

Juuri energiamittausten tarpeet sähkötekniikan kehityksen kynnyksellä herättivät aktiivista keskustelua klo kansainvälisiä näyttelyitä 1851 Lontoossa ja 1855 Pariisissa tarve ottaa käyttöön yhtenäinen järjestelmä mittoja ja painoja. Vuonna 1881 pidetyssä I kansainvälisessä sähköasentajien kongressissa ehdotettiin hanketta täydellinen järjestelmä CGS-yksiköt, jotka perustuivat pituuden yksikkönä senttimetriin, massayksikköön grammaan ja toisen aikayksikköön. Mutta tämän järjestelmän käyttö teknisissä laskelmissa aiheutti tiettyjä vaikeuksia sen pienuuden vuoksi perusyksiköt. Vuonna 1918 Ranskassa ja vuonna 1927 Neuvostoliitossa otettiin käyttöön MTS-yksikköjärjestelmä, joka perustui metriin, tonniin ja sekuntiin. Se osoittautui kuitenkin epämukavaksi, mutta jo toisen ääripään takia.

Lokakuussa 1960 XI paino- ja mittakonferenssi hyväksyi luonnoksen yhtenäisestä yksikköjärjestelmästä, jonka parissa erityinen komissio oli työskennellyt vuodesta 1954 lähtien. Tämä järjestelmä tunnettiin nimellä International System of Units (SI). Vuonna 1961 Neuvostoliitto hyväksyi GOST 9867-61 "Kansainvälinen yksikköjärjestelmä", joka vahvisti SI-yksiköiden ensisijaisen käytön kaikilla tieteen, tekniikan, koulutuksen ja kansantalouden aloilla.

SI:n perusyksiköt ovat seuraavat seitsemän yksikköä: pituus - metri, massa - kilogramma, aika - sekunti, voima sähkövirta- ampeeri, lämpötila - kelvin, aineen määrä - mooli, valovoima - kandela.

Perusyksiköiden lisäksi SI esittelee iso luku tieteen ja tekniikan alojen määrittämät johdetut suuret. Alla taulukossa. Kuva 3 esittää johdetut SI-yksiköt, joita käytetään sähkötekniikassa.

Näin ollen energiatyypeistä huolimatta ne kaikki mitataan jouleina. varten mekaaninen työ Esimerkiksi yksi joule määräytyy voimayksikön tekemällä työllä yhden metrin matkalla, ts. 1J=1N 1m.

SI-johdannaiset yksiköt Taulukko 3

Avaaminen laki vauhdin säilyminen, joka sanoo, että kaikkien kappaleiden (tai hiukkasten) momenttien vektorisumma suljettu järjestelmä on vakioarvo, osoitti, että kappaleiden mekaanisella liikkeellä on määrällinen mitta, joka säilyy kaikkien kappaleiden vuorovaikutusten aikana. Tämä toimenpide on vauhtia. Kuitenkin vain tämän lain avulla ei voi antaa täydellinen selitys kaikki liikkeen ja kappaleiden vuorovaikutuksen lait.

Harkitse esimerkkiä. 9 gramman luoti levossa on täysin vaaraton. Mutta laukauksen aikana, kun luoti joutuu kosketuksiin esteen kanssa, luoti muuttaa sen muotoa. On selvää, että sellainen tuhoisa vaikutus saadaan sen tosiasian seurauksena, että luodilla on erityinen energia.

Tarkastellaanpa toista esimerkkiä. Kaksi identtistä muovailuvahapalloa liikkuvat toisiaan kohti samalla nopeudella. Kun ne törmäävät, ne pysähtyvät ja sulautuvat yhdeksi ruumiiksi.

Pallien momenttien summa ennen törmäystä ja törmäyksen jälkeen on sama ja yhtä suuri kuin nolla, liikemäärän säilymislaki täyttyy. Mitä muovailuvahapalloille tapahtuu, kun ne törmäävät, paitsi jos liikenopeus muuttuu? Pallot muotoutuvat ja kuumenevat.

Kappaleiden lämpötilan nousu törmäyksen aikana voidaan havaita esimerkiksi vasaran osuessa lyijy- tai kuparitankoon. Muutos kehon lämpötilassa osoittaa muutoksia kaoottisuuden nopeudessa lämpöliikettä atomit, jotka muodostavat kehon. Näin ollen mekaaninen liike ei kadonnut jälkiä jättämättä, vaan muuttui aineen toiseksi liikkeeksi.

Palataan kysymykseen, jonka esitimme yllä. Onko olemassa aineen liikkeen mittaa luonnossa, joka säilyy, kun jokin liiketapa muuttuu toiseksi? Kokeet ja havainnot ovat osoittaneet, että tällainen liikkeen mitta on olemassa luonnossa. He kutsuivat sitä energiaksi.

energiaa nimeltään fyysinen määrä, joka on aineen erilaisten liikemuotojen määrällinen mitta.

varten tarkka määritelmä energia fyysisenä suureena, on tarpeen löytää sen suhde muihin suureisiin, valita mittayksikkö ja löytää keinoja sen mittaamiseen.

mekaaninen energia kutsutaan fysikaaliseksi suureksi, joka on määrällinen mitta mekaaninen liike.

Fysiikassa sellaisenaan translaation mekaanisen liikkeen kvantitatiivisena mittana, kun se syntyy muista liikkeen muodoista tai muuttuu muiksi liikemuodoiksi, arvo, joka on yhtä suuri kuin puolet kappaleen massan ja sen nopeuden neliön tulosta. liike on hyväksytty. Tätä fyysistä määrää kutsutaan kehon liike-energia ja se on merkitty kirjaimella E indeksillä kohtaan:

E k \u003d mv 2/2

Koska nopeus on suure, joka riippuu vertailukehyksen valinnasta, kappaleen kineettisen energian arvo riippuu vertailukehyksen valinnasta.

On olemassa teoreema liike-energiasta. "Kehoon kohdistetun resultanttivoiman työ on yhtä suuri kuin sen liike-energian muutos":

A \u003d E k2 -E k1

Tämä lause pätee sekä silloin, kun keho liikkuu jatkuvan voiman vaikutuksesta, että kun keho liikkuu muuttuvan voiman vaikutuksesta, jonka suunta ei ole sama kuin liikkeen suunta. Kineettinen energia on liikkeen energiaa. Osoittautuu, kehon liike-energia massa m, joka liikkuu nopeudella v, on yhtä suuri kuin työ, joka levossa olevaan kappaleeseen kohdistetun voiman on tehtävä antaakseen sille tämän nopeuden:

A \u003d mv 2/2 \u003d E to

Jos keho liikkuu nopeudella v, sen pysäyttämiseksi kokonaan on tehtävä työtä:

A \u003d -mv 2/2 \u003d -E to

työyksikköä kohden kansainvälinen järjestelmä ottaa vastaan ​​väkisin tehtyä työtä 1 Newton matkalla 1 metri kun liikkuu voimavektorin suuntaan. Tätä työyksikköä kutsutaan Joule.

1 J \u003d 1 kg m 2 / s 2

Koska työ vastaa energian muutosta, energia mitataan samassa yksikössä kuin työ. Energian yksikkö sisään SI - 1J.

Onko sinulla kysymyksiä? Tiedätkö mitä liike-energia on?
Saadaksesi ohjaajan apua - rekisteröidy.
Ensimmäinen oppitunti on ilmainen!

www.sivusto, kopioitaessa materiaali kokonaan tai osittain, linkki lähteeseen vaaditaan.