ENERGIA. ENERGIA CINÉTICA

O objetivo da aula: os alunos devem conhecer o conceito de energia, energia cinética e as suas unidades de medida.

Tipo de aula: combinado.

Plano para aprender novo material.

1. O conceito de energia cinética do corpo e sua unidade de medida.

2. Teorema da energia cinética.

3. Cálculo da distância de parada do carro.

Durante as aulas

EU . Org. momento

Questionando os ausentes, verificando a lição de casa.

II . O estudo novo material.

Energia

1. O conceito de energia

Se um corpo ou sistema de corpos pode realizar trabalho, diz-se que eles têm energia.

Energia em mecânica é uma quantidade determinada pelo estado do sistema - a posição dos corpos e suas velocidades; a medida da energia durante a transição de um sistema de um estado para outro é igual ao trabalho das forças externas.

1. O conceito de energia cinética do corpo e sua unidade de medida.

Energia cinética corpos - uma quantidade física escalar igual a metade do produto da massa do corpo pelo quadrado de sua velocidade:

.

A energia cinética, como o trabalho, é medida em joules (J). A energia cinética depende da velocidade do corpo, portanto seu valor depende da escolha do referencial.

2. Teorema da energia cinética.

Vamos definir uma quantidade física que muda quando o trabalho é feito. Considere para isso o movimento de um corpo com massa t, cuja velocidade aumenta com a velocidade

antes e sob a influência de todas as forças que lhe são aplicadas. O trabalho resultante força constante coincidindo na direção com o deslocamento é igual a MAS = F ∆ x . Porque F = ta,, então . Ou

Esta fórmula é chamada de teorema da energia cinética, onde

é a energia cinética em momento inicial Tempo.

A variação da energia cinética do corpo é igual ao trabalho de todos os forças que atuam no corpo: E a -E k0 =A. O teorema da energia cinética se reduz à igualdade

3. Cálculo da distância de parada do carro.

No caso de desaceleração de um corpo com energia cinética inicial E k0

, até a parada ( v= 0, 0), o teorema da energia cinética deve ser representado como

Vamos encontrar distâncias de frenagem um carro é a distância percorrida por ele até parar completamente. No processo de frenagem, a força da gravidade, a força de reação do suporte e a força de atrito atuam sobre o carro. A força da gravidade e a força de reação do suporte são direcionadas perpendicularmente ao movimento do carro, de modo que seu trabalho é zero. Isso significa que o trabalho total de todas as forças é igual ao trabalho da força de atrito deslizante. Considerando que a força tem direção oposta ao deslocamento eu e o que F tr = µ N , achar MAS = MAS tr = - µ mgl

Tópico 2. Energia e recursos energéticos

Uma pessoa encontra constantemente o conceito de energia e às vezes não pensa nisso. Sentimento profundo. A energia é definida como uma medida quantitativa geral várias formas o movimento da matéria. De acordo com a variedade de formas de movimento, eles distinguem entre tipos de energia mecânica, térmica, elétrica, nuclear, química e outros.

De acordo com a lei de conservação descoberta por M.V. Lomonosov, a energia não é perdida, mas armazenada e convertida em outros tipos de energia.

Portanto, a energia é o núcleo que une todos os processos e fenômenos. mundo material. Para instalações de energia, a análise energética é a principal ferramenta para estudar os processos de conversão de energia com verificação em cada etapa. processo tecnológico cumprimento da condição de balanço energético. No processo de transformação, parte da energia pode mudar de forma, o que muitas vezes complica a contabilidade quantitativa e as verificações de saldo.

Foram as necessidades de medições de energia no início do desenvolvimento da engenharia elétrica que estimularam a discussão ativa na exposições internacionais 1851 em Londres e 1855 em Paris a necessidade de introduzir sistema unificado medidas e pesos. No I Congresso Internacional de Eletricistas, realizado em 1881, foi proposto um projeto sistema completo Unidades CGS, que se baseavam no centímetro como unidade de comprimento, o grama como unidade de massa e o segundo como unidade de tempo. Mas o uso deste sistema em cálculos de engenharia criou certas dificuldades devido à pequenez unidades básicas. Em 1918 na França e em 1927 na URSS, o sistema de unidades MTS foi adotado com base no metro, tonelada e segundo. No entanto, acabou sendo desconfortável, mas já por causa do outro extremo.

Em outubro de 1960, a XI Conferência Geral de Pesos e Medidas aprovou o projeto de um sistema unificado de unidades, sobre o qual uma comissão especial vinha trabalhando desde 1954. Esse sistema ficou conhecido como Sistema Internacional de Unidades (SI). Em 1961, a URSS aprovou o GOST 9867-61 "Sistema Internacional de Unidades", que estabeleceu o uso preferencial das unidades do SI em todas as áreas da ciência, tecnologia, educação e economia nacional.

As unidades básicas do SI são as seguintes sete unidades: comprimento - metro, massa - quilograma, tempo - segundo, força corrente elétrica- ampere, temperatura - kelvin, quantidade de substância - mol, intensidade luminosa - candela.

Além das unidades básicas, o SI apresenta grande número quantidades derivadas determinadas por ramos da ciência e tecnologia. Abaixo na tabela. 3 mostra as unidades SI derivadas que são usadas em engenharia elétrica.

Assim, apesar da variedade de tipos de energia, todas são medidas em joules. Por Trabalho mecanico, por exemplo, um joule é determinado pelo trabalho realizado por uma unidade de força em um caminho de um metro, ou seja, 1J=1N 1m.

Unidades derivadas do SI Tabela 3

Abertura lei conservação do momento, que afirma que a soma vetorial dos momentos de todos os corpos (ou partículas) Sistema fechadoé um valor constante, mostrou que o movimento mecânico dos corpos tem uma medida quantitativa que é preservada durante quaisquer interações dos corpos. Esta medida é o impulso. Porém, somente com o auxílio desta lei não será possível dar explicação completa todas as leis do movimento e interação dos corpos.

Considere um exemplo. Uma bala de 9 gramas em repouso é absolutamente inofensiva. Mas durante o tiro, ao entrar em contato com um obstáculo, a bala o deforma. É óbvio que tal efeito destrutivoé obtido como resultado do fato de a bala ter uma energia especial.

Vamos considerar outro exemplo. Duas bolas de plasticina idênticas se movem uma em direção à outra com a mesma velocidade. Quando eles colidem, eles param e se fundem em um corpo.

A soma dos momentos das bolas antes da colisão e após a colisão é a mesma e igual a zero, a lei de conservação do momento é satisfeita. O que acontece com as bolas de plasticina quando colidem, exceto por uma mudança na velocidade do movimento? As bolas se deformam e aquecem.

Um aumento na temperatura dos corpos durante uma colisão pode ser observado, por exemplo, quando um martelo atinge uma haste de chumbo ou cobre. Uma mudança na temperatura corporal indica mudanças nas taxas de movimento térmicoátomos que compõem o corpo. Consequentemente, o movimento mecânico não desapareceu sem deixar vestígios, ele se transformou em outra forma de movimento da matéria.

Voltemos à pergunta que fizemos acima. Existe uma medida do movimento da matéria na natureza que é preservada durante quaisquer transformações de uma forma de movimento em outra? Experimentos e observações mostraram que tal medida de movimento existe na natureza. Chamaram-lhe energia.

energia chamado quantidade física, que é uma medida quantitativa de várias formas de movimento da matéria.

Por definição exata energia como uma quantidade física, é necessário encontrar sua relação com outras quantidades, escolher uma unidade de medida e encontrar maneiras de medi-la.

energia mecânica uma quantidade física é chamada, que é uma medida quantitativa movimento mecânico.

Na física, como tal medida quantitativa do movimento mecânico de translação, quando surge de outras formas de movimento ou se transforma em outras formas de movimento, um valor igual à metade do produto da massa do corpo e o quadrado da velocidade de seu movimento é aceito. Essa quantidade física é chamada energia cinética do corpo e está marcado com a letra E com índice para:

E k \u003d mv 2 / 2

Como a velocidade é uma grandeza que depende da escolha do referencial, o valor da energia cinética de um corpo depende da escolha do referencial.

Existe um teorema sobre a energia cinética. "O trabalho da força resultante aplicada ao corpo é igual à variação de sua energia cinética":

A \u003d E k2 -E k1

Este teorema será válido tanto quando o corpo se move sob a ação de uma força constante, quanto quando o corpo se move sob a ação de uma força variável, cuja direção não coincide com a direção do movimento. A energia cinética é a energia do movimento. Acontece que, energia cinética do corpo massa m movendo-se com velocidade v é igual ao trabalho que a força aplicada a um corpo em repouso deve realizar para lhe dar esta velocidade:

A \u003d mv 2 / 2 \u003d E para

Se o corpo se move com uma velocidade v, então para pará-lo completamente, o trabalho deve ser feito:

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

por unidade de trabalho em sistema internacional aceitar o trabalho feito pela força 1 Newton em um caminho 1 metro quando se move na direção do vetor força. Essa unidade de trabalho é chamada Joule.

1 J \u003d 1 kg m 2 / s 2

Como o trabalho é igual à variação de energia, a energia é medida na mesma unidade que o trabalho. Unidade de energia em SI - 1J.

Você tem alguma pergunta? Você sabe o que é energia cinética?
Para obter a ajuda de um tutor - registre-se.
A primeira aula é grátis!

www.site, com cópia total ou parcial do material, é necessário um link para a fonte.