Mechanická práca a energia:
- KINETICKÁ ENERGIA
- A MECHANICKÉ PRÁCE
- GRAVITNÉ PRÁCE A POTENCIÁLNA ENERGIA
- ZÁKON O OCHRANE MECHANICKEJ ENERGIE
- Začnime cestu k ďalšiemu zákonu o ochrane prírody.
- Je potrebné predstaviť niekoľko nových konceptov, aby sa vám nezdalo, že ste spadli zo stropu, ale aby odrážali živú myšlienku ľudí, ktorí ako prví poukázali na užitočnosť a zmysel nových konceptov.
- Začnime.
- Vyriešime problém pomocou Newtonových zákonov: teleso s hmotnosťou m sa pohybuje so zrýchlením pod akcia troch sily uvedené na obrázku. Určte rýchlosť na konci dráhy S.
- F1 + F2 + F3 \u003d m × a,
- v priemete na os OX:
- F1cos - F3 \u003d m × a
- F1cos - F3 \u003d m × (υ² - υо²)
- F1S cos - F3S \u003d mυ² –mυо²
- F1S cos - F3S \u003d mυ²– mυо²
- Poďme diskutovať o získaných výsledkoch.
- Vplyv všetkých síl na zmenu ΔΕк možno popísať jednotne, ak zavedieme hodnotu A \u003d Fs cosα, nazývanú mechanická práca:
- A1 \u003d F1S cos,
- A2 \u003d F2S cos 90 ° \u003d 0,
- A3 \u003d F3S cos180 ° \u003d F3S,
- a spolu A1 + A2 + A3 \u003d Ek Eko
- alebo: zmena kinetickej energie tela sa rovná práci síl pôsobiacich na telo.
- Výsledným výrazom je veta o kinetickej energii: ΣA \u003d ΔΕk.
- \u003d 1J
- [A] \u003d 1 J.
- Všimnite si, že Ek a A sú skaláre!
- Zhrňme si informácie o nových konceptoch.
- Ktoré telo má viac kinetickej energie: pokojne kráčajúci človek alebo lietajúca guľka?
- Rýchlosť vozidla sa zdvojnásobila (strojnásobila). Koľkokrát sa zmenila jeho kinetická energia?
- Pri ktorom z uvedených pohybov sa mení kinetická energia tiel: RPD, RUD, RDO?
- Vyjadrujte kinetickú energiu z hľadiska modulu hybnosti tela a modulu hybnosti z hľadiska kinetickej energie.
- 3) RUD υ \u003d υ0 + o υ
- (modul rýchlosti sa zvyšuje), m \u003d konšt
- .
- Modul impulzu tela:
- Kinetická energia:
- Práca je skalárna veličina vyjadrená ako číslo. А 0, ak 0 \u003c~ 90 °; A0ak 90 ° ≤ 180 °.
- Ak sila pôsobí na teleso v uhle 90 ° k smeru okamžitej rýchlosti, povedzme gravitačná sila, keď sa satelit pohybuje po kruhovej dráhe, alebo pružná sila, keď sa teleso otáča na závite. A \u003d Fs cos90 ° \u003d 0.
- Podľa vety 0 \u003d Ek - Eko Ek \u003d Eko sila nemení rýchlosť !!!
- Pripomeňme si tiež hybnosť: sú na výkrese telá, ktoré majú rovnakú hybnosť?
- Čísla v kružniciach znamenajú masy telies, čísla vedľa vektora znamenajú rýchlosti telies. Všetky veličiny (hmotnosti a rýchlosti) sú vyjadrené v jednotkách SI.
- IMPULZ - VEKTOR!
- Uveďte smer rýchlosti šípkou tak, aby:
- A1-0, A2-0, A3-0;
- Al 0, A2 0, A3 \u003d 0;
- Al 0, A2 0, A3 \u003d 0;
- A1 0, A2 0, A3 0.
- Je možná takáto kombinácia pracovných značiek, pre ktoré je spravidla nemožné zvoliť smer rýchlosti?
- V ktorých prípadoch z nasledujúcich sú práce výslednice kladné, záporné, rovné nule:
- Autobus odchádza zo zastávky, pohybuje sa rovnomerne a v priamom smere, otáča sa konštantnou absolútnou rýchlosťou, blíži sa k zastávke;
- Ideš dole kopcom; jazdíte na kolotoči, hojdačke?
- Pojem kinetická energia prvýkrát predstavil holandský fyzik a matematik Christian Huygens, ktorého sám I. Newton označil za skvelého. Štúdiom zrážok elastických gúľ Huygens dospel k záveru: „Pri zrážke dvoch telies zostane súčet súčinov ich hodnôt druhou mocninou ich rýchlostí pred a po náraze nezmenený“ („hodnoty“ - čítať „ omše “). Z moderných pozícií nie je Huygensov objav ničím iným ako zvláštnym prípadom prejavu zákona zachovania energie. Huygens, pohľadný muž zo starej rodiny, v ktorej „talenty, šľachta a bohatstvo boli dedičné“, nielenže prvýkrát definoval kinetickú energiu, ale poukázal aj na vektorovú povahu impulzu. Vynašiel kyvadlové hodiny, vykonal množstvo vynikajúcich prác v matematike a astronómii. „Dokonale disciplinovaný génius ... ktorý rešpektuje jeho schopnosti a snaží sa ich využívať naplno.“
- V každodennom živote neustále potrebujeme meniť smer a modul rýchlosti rôznych telies (pohyb prstov, očných viečok atď.). Pre zmenu rýchlostného modulu je potrebné vykonať mechanickú prácu: A \u003d ΔΕk. Vaše svaly túto prácu vykonávajú.
- Zvážte najbežnejší výskyt lezenia po schodoch. Postavíte sa na schod, položíte nohu na ďalší, namáhate svaly, vznikne reakcia podpory, ktorá silu vyrovná, sila vykoná pozitívnu prácu A0, rýchlosť vášho tela sa zvýši: ΔΕk 0, vy ísť o krok vyššie. Gravitácia súčasne vykonáva negatívnu prácu, pretože \u003d 180 °. Práca sily svalového napätia by mala byť aspoň mierne, ale viac ako práca sily gravitácie (modulo), inak nebude možné zvýšiť Εk.
- АА, inak nebude možné zvýšiť kinetickú energiu Ek \u003d А + А, (А 0). Pretože pohyb tela pri pôsobení týchto síl je rovnaký, je zrejmé, že , a
Prezentácia na tému "Energia. Kinetická a potenciálna energia. Odvodenie zákona o ochrane mechanická energia"
Stiahnuť ▼:
Náhľad:
Ak chcete použiť ukážku prezentácií, vytvorte si účet Google (účet) a prihláste sa doň: https://accounts.google.com
Titulky snímok:
Energie. Kinetická a potenciálna energia. Odvodenie zákona zachovania mechanickej energie
Guľa s hmotnosťou 100 g, letiaca rýchlosťou 1,5 m / s, bola zachytená za chodu. S akou priemernou silou lopta pôsobí na ruku, ak jej rýchlosť klesne na nulu za 0,03 s.
Loď s hmotnosťou 240 kg, ktorá sa pohybovala bez veslára rýchlosťou 1 m / s, zhodila bremeno s hmotnosťou 80 kg. Aká je rýchlosť člna?
Vo vode z hĺbky 5 m je na hladinu vyvýšený kameň s objemom 0,6 m 3. Hustota kameňa je 2 500 kg / m 3. nájdi si prácu na zdvihnutie kameňa.
Ak môže telo alebo sústava telies pracovať, potom hovoria, že majú energiu.
ENERGIA NAVRHNUTÁ: E MERANÁ ENERGIA: J
Mechanická energia je fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje schopnosť tela pracovať. Kinetická mechanická energia (schopná pohybu) Potenciál (výkon)
Kinetická energia je energia pohybujúceho sa tela.
Potenciálna energia je energia interakcie.
Potenciálna energia pružnej deformácie.
Zákon úspory energie. V uzavretom systéme, v ktorom pôsobia konzervatívne sily, energia nevychádza odkiaľkoľvek a nezmizne nikde, ale iba prechádza z jedného typu do druhého.
h E p \u003d max E k \u003d 0 En \u003d 0 Ek \u003d max En \u003d Ek En Ek
A \u003d - (E p -E p 0) (1) A \u003d - (E až -E až 0) (2) E až 0 + E p 0 \u003d E až + E p E \u003d E až + E p - plné mechanická energia
Helmholtz Hermann Ludwig Ferdinand (1821-1824)
Vo fyzike sú konzervatívne sily (potenciálne sily) sily, ktorých práca nezávisí od tvaru dráhy (záleží iba na počiatočnom a konečnom bode pôsobenia síl). Nasleduje teda nasledujúca definícia: konzervatívne sily sú tie sily, ktorých práca pozdĺž akejkoľvek uzavretej trajektórie sa rovná 0.
Typy nárazov Absolútne elastický náraz Absolútne nepružný náraz Elastický náraz Neelastický náraz
Mechanická energia sa nepremieňa na energiu vnútornú. Celá mechanická energia sa premieňa na energiu vnútornú. Malá časť mechanickej energie sa premieňa na energiu vnútornú. Takmer všetka mechanická energia sa premieňa na energiu vnútornú.
Úloha č. 1. S akou počiatočnou rýchlosťou by mala byť lopta zhodená z výšky h tak, aby vyskočila do výšky 2 h? Náraz považujte za absolútne elastický. Zadané: h Nájsť: Riešenie: h 2h Epo + Eko En Ek
Epo + Eko Ek Ep
Problém číslo 2. Sánky s jazdcom s celkovou hmotnosťou 100 kg zostupujú z hory vysokej 8 m a dlhej 100 m. Aká je priemerná sila odporu proti pohybu, ak na konci hory sane dosiahli rýchlosť 10 m / s, počiatočná rýchlosť je 0. h L Epo Ek
Dané: m \u003d 100 kg h \u003d 8 m L \u003d 100 m Nájsť: Fc-? Riešenie: Epo Ek + Ac
Snímka 2
Fyzikálna veličina charakterizujúca proces, počas ktorého sila F deformuje alebo posúva telo. Táto veličina meria zmenu energie systémov. Výkon práce môže viesť k zmene umiestnenia telies (práca na pohybe, práca na priblížení telies) slúži na prekonanie trecích síl alebo vyvolanie zrýchlenia telies (práca na zrýchlení). Jednotka: 1 H m (jeden newton * meter) 1 H m \u003d 1 W s (jeden watt * druhý) \u003d \u003d 1 J (joule) 1 J sa rovná práci, ktorá je potrebná na presunutie bodu pôsobenia sily 1 H 1 mv smere pohybu bodu. Mechanické práce
Snímka 3
Fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje rýchlosť vykonávania mechanickej práce. P - sila A - práca, t - čas. Jednotka: 1 H m / s (jeden newton * meter za sekundu) 1 H m / s \u003d 1 J / s \u003d 1 W 1 W je výkon, ktorý sa spotrebuje, keď sa bod pôsobenia sily 1 N pohybuje 1 za 1 s mv smere pohybu tela. Mechanický výkon P
Snímka 4
Fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje pomer medzi užitočnou a vynaloženou časťou mechanickej práce, energie alebo energie. užitočná práca, užitočný výkon užitočná energia spotrebovaná energia spotrebovaná energia spotrebovaná energia Mechanická účinnosť
Snímka 5
Energia-
Skalárna fyzická veličina, ktorá charakterizuje schopnosť tela pracovať. Užitočná práca ľubovoľného zariadenia je vždy menšia ako vynaložená práca. Účinnosť zariadenia je vždy menšia ako 1. Účinnosť je vždy vyjadrená v desatinných zlomkoch alebo v percentách.
Snímka 6
Kinetická energia
Energia, ktorú telo vlastní svojim pohybom (charakterizuje pohybujúce sa telo). 1) Vo vybranom referenčnom rámci: - ak sa telo nepohybuje - - ak sa telo pohybuje, potom
Snímka 7
Potenciálna energia tela vyvýšeného nad Zemou
Energia interakcie tela so Zemou. Potenciálna energia je relatívna hodnota, pretože závisí od voľby nulovej úrovne (kde).
Snímka 8
Potenciálna energia elasticky zdeformovaného tela.
Energia interakcie častí tela. - - tuhosť karosérie; - predlžovanie. Ер závisí od deformácie :, - čím väčšia je deformácia, tým Ер - ak nedeformuje telo, Ер \u003d 0
Snímka 9
Potenciálna energia je energia vlastnená objektmi v pokoji. Kinetická energia je energia tela získaná počas pohybu. EXISTUJÚ DVA TYPY MECHANICKEJ ENERGIE: KINETICKÁ A POTENCIÁLOVÁ, KTORÚ MÔŽU OTOČIŤ JEDEN.
Snímka 10
Transformácia potenciálna energia do kinetickej. VYHNUTÍM LOPTY KOMUNIKUJEME S ENERGIOU POHYBU - KINETICKOU ENERGIOU. VSTÚPIŤ, LOPTA SA zastaví a POTOM začne padať. V MOMENTE ZASTAVENIA (V HORNOM BODE) SA VŠETKA KINETICKÁ ENERGIA CELKOVE PREVEDIA NA POTENCIÁL. KEĎ SA TELO POHYBUJE NADOBUDNUTO, JE SPÄTNÝ PROCES.
Snímka 11
Zákon o zachovaní mechanickej energie
Celková mechanická energia Celková mechanická energia telesa alebo uzavretého systému telies, ktoré nie sú ovplyvnené trecími silami, zostáva konštantná. Zákon zachovania celkovej mechanickej energie je zvláštnym prípadom všeobecného zákona zachovania a premeny energie. Energia tela nikdy nezmizne alebo sa znovu neobjaví: transformuje sa iba z jedného typu na druhý.
Snímka 12
KONVERZÁCIA
1. Čo sa nazýva energia? 2. V akých jednotkách je energia vyjadrená v SI? 3. Aká energia sa nazýva potenciálna kinetická energia? 4. Uveďte príklady použitia potenciálnej energie telies zdvihnutých nad povrchom Zeme. 5. Aká je súvislosť medzi zmenami v potenciáli a kinetickou energiou toho istého tela?
Snímka 13
6. Formulujte zákon zachovania celkovej mechanickej energie. 7. Popíšte experiment, v ktorom môžete sledovať prechod kinetickej energie do potenciálu a späť. 8. Prečo je pôsobením trecej sily porušený zákon zachovania mechanickej energie? 9. Formulujte všeobecný zákon zachovania a premeny energie. 10. Prečo sú „stroje na trvalý pohyb“ nefunkčné?
Snímka 14
Pamätajte:
PO VPLYVE OLEJOVEJ LOPTY NA VEDÚCI ŠTÍTOK sa ZMENIL STAV TÝCHTO ORGÁNOV - SÚ DEFORMOVANÉ A VYHREVENÉ. AK SA ZMENIL PODMIENKA ORGÁNOV, POTOM JE POTREBNÁ ENERGIA ČASTÍC, Z KTORÝCH SÚ ORGÁNY ZMENENÉ. PRI KÚRENÍ TELA SA ZRYCHLÍ RÝCHLOSŤ POHYBU MOLEKÚL, KINETICKÁ ENERGIA SA ZVÝŠI. KEDY SA TELO DEFORMOVALO, POTOM SA ZMENILO UMIESTNENIE JEHO MOLEKULOV, A ZNAMENÁ, ZMENILA SA ICH POTENCIÁLNA ENERGIA. KINETICKÁ ENERGIA VŠETKÝCH MOLEKULOV, Z KTORÝCH TELO ZOSTÁVA, A POTENCIÁLNA ENERGIA ICH INTERAKCIÍ VYDÁVA VNÚTORNÚ ENERGIU TELA
Snímka 15
ZÁVER: MECHANICKÁ A VNÚTORNÁ ENERGIA MÔŽE PREVÁDZAŤ Z JEDNÉHO TELA NA INÉ.
TOTO JE IBA PRE VŠETKY TEPELNÉ PROCESY. PRI PRENOSE TEPLA DÁVA TELEVÍZIA ENERGIU A Menej ZATEPELÝ TELO ENERGIU. Pri prechode energie z jedného tela na iné alebo pri transformácii jedného druhu energie na inú energiu je zachovaná.
Snímka 16
ŠTÚDIA Fenoménov premeny jedného druhu energie na iný viedla k objaveniu jedného zo základných zákonov prírody - zákon zachovania a premeny energie.
VO VŠETKÝCH FENOMÉNACH, KTORÉ SA STÁVAJÚ V PRÍRODE, ENERGIA NEVYSTÁVA ALEBO MIZNÁ. IBA SA TO OTOČÍ Z JEDNÉHO TYPU NA INÉ, PRI TOMTO HODNOTE JE ZACHOVANÉ.
