ENERHIYA. KINETIKONG ENERHIYA

Layunin ng aralin: dapat malaman ng mga mag-aaral ang konsepto ng enerhiya, kinetic energy at mga yunit ng pagsukat nito.

Uri ng aralin: pinagsama-sama.

Magplano para sa pag-aaral ng bagong materyal.

1. Ang konsepto ng kinetic energy ng katawan at ang yunit ng pagsukat nito.

2. Theorem sa kinetic energy.

3. Pagkalkula ng distansya ng paghinto ng kotse.

Sa panahon ng mga klase

ako . Org. sandali

Pagtatanong sa mga lumiban, pagsuri ng takdang-aralin.

II . Pag-aaral ng bago materyal.

Enerhiya

1. Ang konsepto ng enerhiya

Kung ang isang katawan o sistema ng mga katawan ay maaaring gumawa ng trabaho, kung gayon ang mga ito ay sinasabing may enerhiya.

Ang enerhiya sa mekanika ay isang dami na tinutukoy ng estado ng sistema - ang posisyon ng mga katawan at ang kanilang mga tulin; ang pagsukat ng enerhiya sa panahon ng paglipat ng isang sistema mula sa isang estado patungo sa isa pa ay katumbas ng gawain ng mga panlabas na puwersa.

1. Ang konsepto ng kinetic energy ng katawan at ang yunit ng pagsukat nito.

Kinetic energy katawan - isang scalar na pisikal na dami na katumbas ng kalahati ng produkto ng masa ng katawan at ang parisukat ng bilis nito:

.

Ang kinetic energy, tulad ng trabaho, ay sinusukat sa joules (J). Ang kinetic energy ay nakasalalay sa bilis ng katawan, samakatuwid ang halaga nito ay nakasalalay sa pagpili ng reference frame.

2. Theorem sa kinetic energy.

Tukuyin natin ang isang pisikal na dami na nagbabago kapag tapos na ang trabaho. Isaalang-alang para dito ang paggalaw ng isang katawan na may masa t, na ang bilis ay tumataas sa bilis

bago at sa ilalim ng impluwensya ng lahat ng pwersang inilapat dito. Ang gawain ng resulta patuloy na puwersa coinciding sa direksyon na may displacement ay katumbas ng PERO = F ∆ x . Bilang F = ta,, pagkatapos . O kaya

Ang formula na ito ay tinatawag na kinetic energy theorem, kung saan

ay ang kinetic energy sa paunang sandali oras.

Ang pagbabago sa kinetic energy ng katawan ay katumbas ng gawain ng lahat pwersang kumikilos sa katawan: E hanggang -E k0 =A. Ang kinetic energy theorem ay bumababa sa pagkakapantay-pantay

3. Pagkalkula ng distansya ng paghinto ng kotse.

Sa kaso ng pagbabawas ng bilis ng isang katawan na may paunang kinetic energy E k0

, hanggang sa huminto ( v= 0, 0), ang kinetic energy theorem ay dapat na kinakatawan bilang

Hanapin natin mga distansya ng pagpepreno ang sasakyan ay ang distansyang nilakbay nito hanggang sa ganap itong huminto. Sa proseso ng pagpepreno, ang puwersa ng grabidad, ang puwersa ng reaksyon ng suporta at ang puwersa ng alitan ay kumikilos sa kotse. Ang puwersa ng grabidad at ang puwersa ng reaksyon ng suporta ay nakadirekta patayo sa paggalaw ng kotse, kaya ang kanilang trabaho ay zero. Nangangahulugan ito na ang kabuuang gawain ng lahat ng pwersa ay katumbas ng gawain ng sliding friction force. Isinasaalang-alang na ang puwersa ay nakadirekta sa tapat ng displacement l at ano F tr =µ N , hanapin PERO = PERO tr = - µ mgl

Paksa 2. Enerhiya at yamang enerhiya

Ang isang tao ay patuloy na nakatagpo ng konsepto ng enerhiya at kung minsan ay hindi iniisip ang tungkol dito. malalim na pakiramdam. Ang enerhiya ay tinukoy bilang isang pangkalahatang sukat ng dami iba't ibang anyo ang galaw ng bagay. Alinsunod sa iba't ibang mga anyo ng paggalaw at makilala sa pagitan ng mekanikal, thermal, elektrikal, nuklear, kemikal at iba pang mga uri ng enerhiya.

Alinsunod sa conservation law na natuklasan ni M.V. Lomonosov, ang enerhiya ay hindi nawawala, ngunit naka-imbak at na-convert sa iba pang mga uri ng enerhiya.

Samakatuwid, ang enerhiya ay ang core na nagbubuklod sa lahat ng mga proseso at phenomena. materyal na mundo. Para sa mga pasilidad ng enerhiya, ang pagsusuri ng enerhiya ay ang pangunahing tool para sa pag-aaral ng mga proseso ng conversion ng enerhiya na may pag-verify sa bawat yugto. teknolohikal na proseso katuparan ng kondisyon ng balanse ng enerhiya. Sa proseso ng pagbabago, ang bahagi ng enerhiya ay maaaring magbago ng anyo nito, na kadalasang nagpapalubha sa dami ng accounting at mga pagsusuri sa balanse.

Ito ay ang mga pangangailangan ng mga pagsukat ng enerhiya sa bukang-liwayway ng pagbuo ng electrical engineering na nagpasigla ng aktibong talakayan sa mga internasyonal na eksibisyon 1851 sa London at 1855 sa Paris ang pangangailangang ipakilala pinag-isang sistema mga sukat at timbang. Sa I International Congress of Electricians, na ginanap noong 1881, isang proyekto ang iminungkahi kumpletong sistema Mga yunit ng CGS, na batay sa sentimetro bilang isang yunit ng haba, ang gramo bilang isang yunit ng masa at ang pangalawa bilang isang yunit ng oras. Ngunit ang paggamit ng sistemang ito sa mga kalkulasyon ng engineering ay lumikha ng ilang mga paghihirap dahil sa kaliitan mga pangunahing yunit. Noong 1918 sa France, at noong 1927 sa USSR, ang sistema ng mga yunit ng MTS ay pinagtibay batay sa metro, tonelada at pangalawa. Gayunpaman, ito ay naging hindi komportable, ngunit dahil sa iba pang sukdulan.

Noong Oktubre 1960, inaprubahan ng XI General Conference on Weights and Measures ang draft ng isang pinag-isang sistema ng mga yunit, kung saan ang isang espesyal na komisyon ay nagtatrabaho mula noong 1954. Ang sistemang ito ay naging kilala bilang International System of Units (SI). Noong 1961, inaprubahan ng USSR ang GOST 9867-61 "International System of Units", na nagtatag ng ginustong paggamit ng mga yunit ng SI sa lahat ng larangan ng agham, teknolohiya, edukasyon at pambansang ekonomiya.

Ang mga pangunahing yunit ng SI ay ang sumusunod na pitong yunit: haba - metro, masa - kilo, oras - segundo, puwersa agos ng kuryente- ampere, temperatura - kelvin, dami ng sangkap - nunal, maliwanag na intensity - candela.

Bilang karagdagan sa mga pangunahing yunit, ipinakilala ng SI malaking numero mga nagmula na dami na tinutukoy ng mga sangay ng agham at teknolohiya. Sa ibaba sa talahanayan. Ipinapakita ng 3 ang nagmula na mga yunit ng SI na ginagamit sa electrical engineering.

Kaya, sa kabila ng iba't ibang uri ng enerhiya, lahat sila ay sinusukat sa joules. Para sa gawaing mekanikal, halimbawa, ang isang joule ay tinutukoy ng gawaing ginawa ng isang yunit ng puwersa sa isang landas ng isang metro, i.e. 1J=1N 1m.

Mga yunit na nagmula sa SI Talahanayan 3

pagbubukas batas konserbasyon ng momentum, na nagsasaad na ang vector sum ng momenta ng lahat ng katawan (o mga particle) saradong sistema ay isang pare-parehong halaga, ay nagpakita na ang mekanikal na paggalaw ng mga katawan ay may sukat na dami na pinapanatili sa anumang pakikipag-ugnayan ng mga katawan. Ang panukalang ito ay momentum. Gayunpaman, sa tulong lamang ng batas na ito ay hindi makakapagbigay buong paliwanag lahat ng mga batas ng paggalaw at pakikipag-ugnayan ng mga katawan.

Isaalang-alang ang isang halimbawa. Ang isang 9 gramo na bala sa pamamahinga ay ganap na hindi nakakapinsala. Ngunit sa panahon ng pagbaril, kapag nakikipag-ugnay sa isang balakid, ang bala ay nagpapa-deform dito. Obvious naman na ganyan mapanirang epekto ay nakuha bilang isang resulta ng katotohanan na ang bala ay may espesyal na enerhiya.

Isaalang-alang natin ang isa pang halimbawa. Dalawang magkaparehong plasticine na bola ang gumagalaw patungo sa isa't isa na may parehong bilis. Kapag nabangga sila, huminto sila at nagsanib sa isang katawan.

Ang kabuuan ng momenta ng mga bola bago ang banggaan at pagkatapos ng banggaan ay pareho at katumbas ng zero, ang batas sa konserbasyon ng momentum ay nasiyahan. Ano ang mangyayari sa mga plasticine ball kapag nagbanggaan ang mga ito, maliban sa pagbabago sa bilis ng paggalaw? Ang mga bola ay deform at uminit.

Ang isang pagtaas sa temperatura ng mga katawan sa panahon ng isang banggaan ay maaaring obserbahan, halimbawa, kapag ang isang martilyo ay tumama sa isang tingga o tansong pamalo. Ang isang pagbabago sa temperatura ng katawan ay nagpapahiwatig ng mga pagbabago sa mga rate ng magulong thermal motion mga atomo na bumubuo sa katawan. Dahil dito, ang mekanikal na paggalaw ay hindi nawala nang walang bakas, ito ay naging isa pang anyo ng paggalaw ng bagay.

Balikan natin ang tanong na ibinigay natin sa itaas. Mayroon bang sukatan ng paggalaw ng bagay sa kalikasan na napanatili sa panahon ng anumang pagbabago ng isang anyo ng paggalaw patungo sa isa pa? Ipinakita ng mga eksperimento at obserbasyon na ang gayong sukat ng paggalaw ay umiiral sa kalikasan. Tinawag nila itong enerhiya.

enerhiya tinawag pisikal na bilang, na isang quantitative measure ng iba't ibang anyo ng paggalaw ng bagay.

Para sa eksaktong kahulugan enerhiya bilang isang pisikal na dami, kinakailangan upang mahanap ang kaugnayan nito sa iba pang mga dami, pumili ng isang yunit ng pagsukat at maghanap ng mga paraan upang sukatin ito.

mekanikal na enerhiya tinatawag ang isang pisikal na dami, na isang sukatan ng dami mekanikal na paggalaw.

Sa physics, bilang isang quantitative measure ng translational mechanical motion, kapag ito ay nagmula sa iba pang anyo ng motion o transforms into other forms of motion, isang value na katumbas ng kalahati ng product ng masa ng katawan at ang square ng speed nito. tinatanggap ang paggalaw. Ang pisikal na dami na ito ay tinatawag kinetic energy ng katawan at may marka ng titik E may index sa:

E k \u003d mv 2 / 2

Dahil ang bilis ay isang dami na nakasalalay sa pagpili ng frame of reference, ang halaga ng kinetic energy ng isang katawan ay nakasalalay sa pagpili ng frame of reference.

Mayroong teorama tungkol sa kinetic energy. "Ang gawain ng resultang puwersa na inilapat sa katawan ay katumbas ng pagbabago sa kinetic energy nito":

A \u003d E k2 -E k1

Ang teorama na ito ay magiging wasto kapwa kapag ang katawan ay gumagalaw sa ilalim ng pagkilos ng isang palaging puwersa, at kapag ang katawan ay gumagalaw sa ilalim ng pagkilos ng isang nagbabagong puwersa, ang direksyon kung saan ay hindi tumutugma sa direksyon ng paggalaw. Ang kinetic energy ay ang enerhiya ng paggalaw. Iyon pala, kinetic energy ng katawan mass m, ang paggalaw sa bilis na v ay katumbas ng gawaing dapat gawin ng puwersang inilapat sa isang katawan sa pamamahinga upang bigyan ito ng ganitong bilis:

Isang \u003d mv 2 / 2 \u003d E to

Kung ang katawan ay gumagalaw nang may bilis na v, pagkatapos ay upang ganap itong ihinto, dapat gawin ang trabaho:

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

bawat yunit ng trabaho sa internasyonal na sistema tanggapin ang gawaing ginawa sa pamamagitan ng puwersa 1 Newton sa isang paraan 1 metro kapag gumagalaw sa direksyon ng vector ng puwersa. Ang yunit ng gawaing ito ay tinatawag Joule.

1 J \u003d 1 kg m 2 / s 2

Dahil ang trabaho ay katumbas ng pagbabago sa enerhiya, ang enerhiya ay sinusukat sa parehong yunit bilang trabaho. Yunit ng enerhiya sa SI - 1J.

Mayroon ka bang anumang mga katanungan? Alam mo ba kung ano ang kinetic energy?
Upang makakuha ng tulong ng isang tutor - magparehistro.
Ang unang aralin ay libre!

www.site, na may buo o bahagyang pagkopya ng materyal, kinakailangan ang isang link sa pinagmulan.