Кинетикалық энергия туралы мәлімет

\[ T = \frac{m v^{2}}{2} \]
T – кинетикалық энергия қозғалыстағы дененің m – оның массасы, v – оның қозғалыс жылдамдығы.

Шартты белгісі — T

Өлшем бірлігі энергиясы, Дж (джоуль).

Кинетикалық энергиясы сипаттайды дене қозғалысы. Бұл векторлық физикалық шама. Ол нөлге тең болғанда, денесі қозғалмай. Кинетикалық энергия бөлінеді энергиясы ілгерілемелі және айналмалы қозғалыс. Көрсетілген формула мағынасы тек ілгерілемелі қозғалыс.

Мысалдар шешу тақырып «Кинетикалық энергия»
1-МЫСАЛ
Тапсырма Дене массасы 1 кг қозғалады үдемелі жылдамдығы 50 км/сағ. Ұқсастарды оның кинетикалық энергиясы.
Шешім Аударайық жылдамдығы дененің өлшем бірліктері:

Подставим бастапқы деректер формула:

Жауап Кинетикалық энергия дененің шамамен тең 0,966 Дж

Энергия — физикалық шама сипаттайтын жай-күйі, дененің немесе денелер, олардың қозғалысы мен өзара іс-қимыл. Механикада энергия дененің немесе жүйенің тел анықталады өзара ережеге сәйкес жүзеге асырады тел жүйесін немесе денелер мен олардың жылдамдықтары бар. Жай-күйі өзгерген кезде дененің (өзгерту энергияға) жасалатын механикалық жұмыс. Т. о. өзгерту энергиясын көшу кезінде жүйенің бір күйден сияқты жұмыс сыртқы күштер. Механикалық жұмыс — шара энергия дене.

Механикадағы бөледі екі түрі бар қуат:

кинетикалық энергия және потенциальды энергия.

Кинетикалық энергиясы.

Кинетикалық энергия — энергия қозғалыстағы дене.(Гректің kinema — қозғалыс). Анықтау бойынша кинетикалық энергиясы покоящегося осы санау жүйесіндегі дене жүгінеді нөл.

Мейлі дене қозғалады әсерінен тұрақты күш бағытында әрекет күштер.

Сонда: .

Және т. б .

Т. к. қозғалыс равноускоренное, онда: .

Сондықтан: .

— кинетикалық энергиясы деп аталады шамасы, тең жартысында туындының салмағын шаршы-оның жылдамдығы.

[Ek]=Дж.

Кинетикалық энергия — салыстырмалы шамасы, тәуелді таңдау, т. б. дененің жылдамдығы байланысты таңдау.

Т. о. — бұл формула білдіреді теорему туралы кинетикалық энергияның өзгеруі кинетикалық энергия дененің (материалдық нүктенің)біршама уақыт аралығында сияқты, жасалған күшпен денесіне, осы уақыт аралығында

Бұл теорема əділ кез-келген қозғалыс күштері үшін кез-келген табиғат. Егер дене келісімге толықтай жауапты болып табылады ахуалы, тыныштық, онда Ek1=0. Сонда A = Ek2. Демек, кинетикалық энергиясы сан жағынан тең, қажет жасау үшін үдетуге денесі ахуалы, тыныштық дейін осы жылдамдығы.

Қорытынды: Жұмыс күшінің өзгеруіне тең кинетикалық энергия дененің, яғни A = ΔEk. Оның үстіне, A>0, егер Екувеличивается, және А<0 болса, Ek<0.

Кинетикалық энергия — бұл энергия дене қозғалысы. Келіңіз, егер бізде қандай да бір объектіні иеленетін болса, онда массасы және болсын, қандай жылдамдығы болса, онда ол ие кинетикалық энергиясы. Бірақ қатысты әр түрлі жүйелерін есептеу бұл кинетикалық энергиясы бір объектінің әр түрлі болуы мүмкін.

Мысал. Бар әжесі, ол жерге қатысты біздің планета орналасқан, тыныштық күйде болса жылжып барады, және, айталық, отырады аялдамада күтіп, өз автобус. Сонда салыстырмалы түрде біздің планетамыздың оның кинетикалық энергиясы нөлге тең болады. Бірақ қарасақ, сол әжесін отырып, Айдың немесе Күннің салыстырмалы байқауға болады қозғалысы планетаның және, тиісінше, осы әжелер, ол біздің планетада, онда әжесі болады ие болуы тиіс кинетикалық энергиясы қатысты айтылған аспан тел. Мен мұнда автобус келеді. Бұл ең әжесі тез тұрады және жүгіреді атқаруға тиісті ші орын. Енді салыстырмалы планетаның ол емес, тыныштықта, ал әбден өзіне қозғалады. Демек ие кинетикалық энергиясы. Және қалың әжесі мен тезірек, соғұрлым оның кинетикалық энергиясы.

Бар бірнеше іргелі энергия түрлері — негізгі. Айтамын, мысалы, про механикалық. Оларға мыналар жатады энергиясы кинетикалық, ол жылдамдығына байланысты және массасын объектісінің, энергия потенциалдық, ол жерде сіз ала кетесіз нөлдік деңгейі әлеуетті энергиясын, және сол ережелер, онда бұл объектісіне қатысты нөлдік деңгейдегі әлеуетті энергиясы. Яғни, потенциалдық энергия — энергия, тәуелді жағдайын объект. Бұл энергия сипаттайды, совершаемую алаңы, онда орналасқан объект, оның орнын ауыстыру.
ҚАЛАЙ ТЕЗ ОЙЛАУҒА ЖӘНЕ БОЛУ ТИІМДІРЕК:
Қалай барлық ісі.
Мүмкін тағы ақылды, Рик Санчез?
Қалай, доғал сіз немесе жоқ?

Мысал. Боласыз сіз қолында үлкен қорапқа падаете. Қорап жатыр еденде. Ол нөлдік деңгейі әлеуетті энергиясын сізде орналасқан, тиісінше, еден деңгейінде. Сол кезде жоғарғы бөлігі қораптар ие болады үлкен әлеуетті энергиясы, сондықтан ол жоғары орналасқан, еденнен жоғары нөлдік деңгейдегі әлеуетті энергиясы.

Ақымақтық туралы сөз қозғау энергиясын, упомянув туралы заң, оны сақтау. Осылайша, заң бойынша энергияның сақталу, бұл оның екі түрін сипаттайтын объектінің жай-күйі, бірде-қайдан атайды және ешқайда жоғалып, тек ауысады бір-біріне.

Ал және мысал. Құлап мен биіктіктен үй, бастапқыда бола отырып, әлеуетті энергиясы жерге қатысты сәтінде секірер алдында, ал менің кинетикалық энергиясы пренебрежимо аз, сондықтан біз теңестіру оны нөлге тең. Міне, мен отрываю аяқтары от белгіден және менің потенциалдық энергиясы азая бастайды, өйткені биіктігі, табысы, саны азаюда. Сол құлаған кезде төмен мен бірте-бірте сатып аламын кинетикалық қуаты, өйткені құлап төмен барлық үлкен жылдамдықпен. Кезінде құлау мен обладаю ең жоғары кинетикалық энергияға, бірақ әлеуетті нөлге тең болса, мұндай істі.

Егер дене белгілі бір массасы m двигалось әсерімен қоса берілген күштер, және оның жылдамдығы өзгерді дейін онда күштің жасаған белгілі бір жұмысты A.

Барлық қоса берілген күштердің тең жұмыс равнодействующей күштер (суретті қараңыз). 1.19.1).

Сурет 1.19.1.
Жұмыс равнодействующей күштер. . A = F1s cos α1 + F2s cos α2 = F1ss + F2ss = Fрss = Fрs cos α
Арасындағы өзгеруіне жылдамдығын және дене жұмысына жасалған, қоса дене күшімен, бар. Бұл байланыс оңай орнату қарастыра отырып, қозғалыс, дененің бойымен сызық әсерінен тұрақты күш бұл жағдайда векторлары күштің орын ауыстыру жылдамдығы мен жеделдету бойымен бағытталған, бір түзу, денесі жасайды тура равноускоренное движение. Жібере отырып, координаттық ось бойымен тікелей қозғалысын қарастыруға болады F, s, υ және a қалай алгебралық шамасын (оң немесе теріс бағытына байланысты тиісті вектордың). Ол кезде жұмыс күші ретінде жазуға болады A = Fs. Кезінде равноускоренном қозғалысы орын ауыстыруы s формуламен өрнектеледі

Айта

Бұл өрнек көрсеткендей, жетілген күші (немесе равнодействующей барлық күштердің) өзгеруіне байланысты квадрат жылдамдығы (ең жылдамдығы).

Физикалық шама тең жартысында туындының салмағын квадрат, оның жылдамдығы деп аталады кинетикалық энергиясы дененің:

Жұмыс приложенной к телу равнодействующей күштер тең өзгертуге, оның кинетикалық энергиясы.

Бұл бекіту деп атайды теоремой туралы кинетикалық энергиясы. Туралы Теорема кинетикалық энергиясын әділетті және жалпы жағдайда дене қозғалады әсерінен өзгеретін күштің бағыты оған сәйкес келмеген жағдайда бағыт ауыстыру.

Кинетикалық энергия – қозғалыс энергиясы. Кинетикалық энергия дененің массасы m қозғалыстағы жылдамдығы тең жұмысына тиіс жасауға күш, бекітілген — покоящемуся денеге хабарлау үшін оған осы жылдамдығы:

Егер дене жылдамдықпен қозғалады үшін оны толық тоқтату қажет жасауға жұмысын

Физикадағы қатар кинетикалық энергиясымен немесе энергиясымен қозғалысы маңызды рөл атқарады ұғымы әлеуетті энергия немесе энергияның өзара іс-қимыл тел.

Потенциалдық энергия анықталады өзара ережеге сәйкес жүзеге асырады тел (мысалы, ережеге қатысты дененің Жер бетінен). Түсінігі әлеуетті энергиясын енгізуге болады тек күштер, олардың жұмысы тәуелді емес қозғалысының траекториясы анықталады, тек бастапқы және соңғы ережелеріне сәйкес дене. Мұндай күштер консервативті деп аталады.

Жұмыс консервативті күштердің тұйық траекториясын нөлге тең болады. Бұл бекіту түсіндіреді сур. 1.19.2.

Қасиеті консервативности ие ауырлық күші және серпімділік күші. Бұл күштер үшін енгізуге болады түсінігі әлеуетті энергиясы.

Сурет 1.19.2.
Жұмыс консервативтік күштер A1a2 = A1b2. Жұмыс тұйықталған траекториясы A = A1a2 + A2b1 = A1a2 – A1b2 = 0
Егер дене жылжиды бетіне жақын Жер болса, қолданылады) тұрақты шамасы мен бағыты ауырлық күші Жұмысы осы күштің тек қана тік жылжыту дене. Кез келген учаскесінде жол жұмыстарын ауырлық күшінің жазуға болады проекцияда векторды орын ауыстыру осі OY бағытталған тігінен жоғары қарай:
ΔA = Fт Δs cos α = –mgΔs y,
мұндағы Fт = Fтy = –mg – ауырлық күшінің проекциясы, Δsy – проекция векторы орын ауыстыру. Көтеру кезінде дененің жоғары ауырлық күші теріс жұмыс жасайды, өйткені Δsy > 0. Егер дене переместилось нүктесінен орналасқан биіктігі h1, нүкте орналасқан, биіктігі h2 басынан координаталық осі OY (сур. 1.19.3), онда ауырлық күші, еркін жұмыс
A = –mg (h2 – h1) = –(mgh2 – mgh1).

Сурет 1.19.3.
Ауырлық күшінің жұмысы
Бұл жұмыс тең өзгерту кейбір физикалық шаманы mgh, алынған бастап қарама-қарсы белгімен. Бұл физикалық шама деп атайды әлеуетті энергиясын дененің ауырлық күшінің өрісі
Ер = mgh.
Ол тең, оны жасайды ауырлық күші түсіру кезінде дененің нөлдік деңгейі.

Жұмыс ауырлық күшінің тең өзгертуге әлеуетті энергия дененің, алынған бастап қарама-қарсы белгімен.
A = –(Ер2 – Ер1).
Потенциалдық энергия Ер тәуелді таңдау нөлдік деңгейін, яғни таңдау басынан координат осі OY. Физикалық мағынасы бар өзі емес, потенциалдық энергия, ал оның өзгерісі ДЕр = Ер2 – Ер1 өткізу кезінде дененің бір қалыптан екіншісіне. Бұл өзгеріс байланысты емес таңдау нөлдік деңгейі.

Модель. Кинетикалық және потенциалдық энергия
Егер қозғалыс денелердің тартылыс өрісі Жердің едәуір қашықтықтарда одан кезде, әлеуетті энергиясын назарға алу қажет тәуелділік күшін тарту, қашықтыққа дейін Жердің тартылыс заңы). Үшін күш бүкіл әлемдік тартылыс ықтимал энергиясын ыңғайлы медиуциналық атынан шексіз алыс нүктесі, яғни болжам ықтимал энергиясын дененің шексіз қашықтан нүктесінде нөлге тең. Формуласы білдірген әлеуетті энергиясы дененің массасы m қашықтықта r орталығының Жердің түрі бар (қараңыз. §1.24):

мұндағы M – масса, Жер, G – гравитациялық тұрақты.

Түсінігі әлеуетті энергиясын енгізуге болады және серпімділік күштері. Бұл күш, сондай-ақ қасиеті бар консервативности. Растягивая (немесе сжимая) пружину, біз мұны әртүрлі тәсілдермен.

Тек удлинить пружину шамасына x, немесе алдымен удлинить оны 2x, содан кейін азайту дейін ұзаруы маңызы бар x және т. б. барлық осы жағдайларда күші серпімділік жасайды бір және сол, ол тек қана ұзарту серіппе x түпкі жай-күйі, егер бастапқыда серіппе болды недеформирована. Бұл жұмыс тең жұмыс сыртқы күштер A, алынған бастап қарама-қарсы белгімен (қараңыз §1.18):

мұндағы k – серіппенің қаттылығы. Растянутая (немесе сығымдалған) серіппе қабілетті қозғалысқа келтіру тіркелген, оған денесі, яғни хабарлауға және осы дененің кинетикалық энергиясы. Демек, мұндай серіппе ие қорымен энергиясы. Әлеуетті энергиясын серіппелер (немесе кез келген құралы » иілгіш деформациялық дене) деп атайды шамасын

Потенциалдық энергия құралы » иілгіш деформациялық дене тең жұмысы, серпімділік күшінің ауысуы кезінде осы жай-күйі нөлдік деформациялау.

Егер бастапқы күйдегі серіппе осымен байланысты бұрмаланған, ал оның ұзаруы болатын сияқты x1, сол кезде жаңа жағдайы удлинением x2 күші серпімділік жасаса, тең өзгертуге әлеуетті энергиясын, алынған бастап қарама-қарсы белгімен:

Потенциалдық энергия кезінде серпімді деформация – бұл энергия өзара іс-қимыл жекелеген дене бөліктерінің бір-бірімен арқылы серпімділік күштері.

Қасиеті консервативности қатар ауырлық күші және серпімділік күші бар кейбір басқа да түрлері күштер, мысалы, күш электростатикалық өзара іс-қимыл арасындағы заряженными тұрғыдан зерттеледі. Үйкеліс күші ие емес осы қасиеті. Жұмыс күшінің, үйкеліс байланысты жүріп өткен жолдары. Түсінігі әлеуетті энергиясы үшін үйкеліс күштері енгізуге болмайды.