운동 에너지와 잠재적 에너지. 휴식의 운동 에너지 신체 공식의 운동 에너지를 찾는 방법
기본 이론 정보
기계 작업
운동의 에너지 특성을 개념에 기초하여 도입 기계 작업 또는 강제 작업... 일정한 힘으로 하는 일 에프, 힘과 변위 계수의 곱에 힘 벡터 사이의 각도 코사인을 곱한 것과 같은 물리량이라고 합니다. 에프그리고 움직이는 에스:
일은 스칼라입니다. 양수일 수 있습니다(0 ° ≤ α < 90°), так и отрицательна (90° < α ≤ 180 °). ~에 α = 90 ° 힘으로 한 일은 0입니다. SI에서 일은 줄(J)로 측정됩니다. 줄은 1뉴턴의 힘이 힘의 방향으로 1미터 이동했을 때 한 일과 같습니다.
시간이 지남에 따라 힘이 변하면 일을 찾기 위해 변위에 대한 힘의 의존성 그래프를 작성하고 그래프 아래 그림의 면적을 찾습니다. 이것이 일입니다.
계수가 좌표(변위)에 따라 달라지는 힘의 예는 Hooke의 법칙( 에프통제 = kx).
힘
단위 시간당 수행되는 힘의 일을 힘... 힘 피(때로는 문자로 표시됨 N) 물리량은 일의 비율과 같습니다 ㅏ시간 간격으로 티이 작업이 완료되는 동안:
이 공식은 계산하는 데 사용됩니다. 평균 전력, 즉. 일반적으로 프로세스를 특성화하는 힘. 따라서 작업은 힘으로 표현될 수도 있습니다. ㅏ = 태평양 표준시(물론 작업의 힘과 시간을 알고 있는 경우는 제외). 전력의 단위는 와트(W) 또는 초당 1줄이라고 합니다. 움직임이 균일한 경우:
이 공식으로 우리는 계산할 수 있습니다 즉각적인 힘(주어진 시간에서의 전력), 속도 대신 순간 속도 값을 공식에 대입하면. 셀 수 있는 힘을 어떻게 알 수 있습니까? 문제가 시간의 한 순간이나 공간의 어떤 지점에서 전원을 요구하면 즉각적인 것으로 간주됩니다. 일정 시간 동안의 위력이나 경로의 일부에 대해 묻는다면 평균 위력을 찾으십시오.
효율성 - 효율성 계수, 소비된 유용한 작업의 비율 또는 소비된 유용한 전력과 같습니다.
어떤 종류의 작업이 유용하고 소비되는지는 논리적 추론에 의해 특정 문제의 조건에 따라 결정됩니다. 예를 들어, 크레인이 하중을 일정 높이까지 들어 올리는 작업을 수행하면 하중을 들어 올리는 작업이 유용할 것이며(크레인이 만들어졌기 때문에), 소요된 작업은 크레인의 전기 모터가 수행하는 작업입니다. .
따라서 유용하고 소비되는 힘은 엄격한 정의가 없으며 논리적 추론에 의해 발견됩니다. 각 작업에서 우리는 이 작업에서 작업을 수행하는 목적(유용한 작업 또는 권한)이 무엇인지, 모든 작업을 수행하는 메커니즘 또는 방법(소비된 권한 또는 작업)을 결정해야 합니다.
일반적으로 효율성은 메커니즘이 한 유형의 에너지를 다른 유형의 에너지로 얼마나 효율적으로 변환하는지 보여줍니다. 시간이 지남에 따라 전력이 변경되면 작업은 전력 대 시간 그래프 아래 그림의 영역으로 표시됩니다.
운동 에너지
물체의 질량을 속력의 제곱으로 곱한 값의 절반에 해당하는 물리량을 물리량이라고 합니다. 신체의 운동 에너지(운동 에너지):
즉, 질량이 2000kg인 자동차가 10m/s의 속도로 움직이면 운동 에너지는 다음과 같습니다. 이자형 k = 100kJ이고 100kJ의 작업을 수행할 수 있습니다. 이 에너지는 열로 전환되거나(자동차 제동 시 바퀴의 타이어, 도로 및 브레이크 디스크가 가열됨) 자동차와 자동차가 충돌한 차체의 변형(사고 시)에 사용될 수 있습니다. 운동 에너지를 계산할 때 에너지는 일과 마찬가지로 스칼라 양이므로 자동차가 어디로 가는지는 중요하지 않습니다.
몸은 일을 할 수 있으면 에너지가 있습니다.예를 들어 움직이는 물체에는 운동 에너지가 있습니다. 운동 에너지이며 물체의 변형에 대한 작업을 수행하거나 충돌이 발생한 물체에 가속도를 부여할 수 있습니다.
운동에너지의 물리적 의미: 몸이 덩어리로 정지해 있기 위해서는 중속도로 움직이기 시작했다 V얻은 운동 에너지 값과 동일한 작업을 수행해야합니다. 체질량의 경우 중속도로 움직인다 V, 그리고 그것을 멈추기 위해서는 초기 운동 에너지와 같은 일을 할 필요가 있습니다. 감속 중에 운동 에너지는 주로(충돌의 경우를 제외하고 에너지가 변형으로 갈 때) 마찰력에 의해 "취급"됩니다.
운동 에너지 정리: 합력의 일은 신체의 운동 에너지 변화와 같습니다.
운동 에너지 정리는 방향이 변위 방향과 일치하지 않는 변화하는 힘의 작용하에 몸체가 움직일 때 일반적인 경우에도 유효합니다. 이 정리는 물체의 가감속 문제를 적용하는 것이 편리합니다.
잠재력
물리학에서 운동에너지나 운동에너지와 함께 중요한 역할을 하는 개념 위치 에너지 또는 신체 상호 작용 에너지.
위치 에너지는 신체의 상호 위치(예: 지구 표면에 대한 신체의 위치)에 의해 결정됩니다. 위치 에너지의 개념은 작업이 신체의 궤적에 의존하지 않고 초기 및 최종 위치에 의해서만 결정되는 힘에 대해서만 도입될 수 있습니다(소위 보수세력). 닫힌 궤적에 대한 그러한 힘의 작용은 0입니다. 이 속성은 중력과 탄성력에 의해 소유됩니다. 이러한 힘에 대해 위치 에너지 개념을 도입할 수 있습니다.
지구의 중력장에서 신체의 위치 에너지공식에 의해 계산:
신체의 위치 에너지의 물리적 의미: 위치 에너지는 신체가 0 수준으로 낮아질 때 중력이 수행하는 일과 같습니다( 시간본체의 무게 중심에서 0 레벨까지의 거리입니다. 신체에 위치 에너지가 있으면 이 신체가 높은 곳에서 떨어질 때 일을 할 수 있습니다. 시간제로. 중력의 일은 반대 기호로 취한 신체의 위치 에너지 변화와 같습니다.
종종 에너지 작업에서 몸을 들어올리기(뒤집기, 구덩이에서 벗어나기)할 작업을 찾아야 합니다. 이 모든 경우에 신체 자체의 움직임이 아니라 무게 중심의 움직임을 고려할 필요가 있습니다.
위치 에너지 Ep는 0 레벨의 선택, 즉 OY 축의 원점 선택에 따라 다릅니다. 각 작업에서 편의상 0 레벨이 선택됩니다. 물리적 의미는 위치 에너지 자체가 아니라 신체가 한 위치에서 다른 위치로 이동할 때의 변화입니다. 이 변경은 0 레벨 선택과 무관합니다.
늘어난 스프링의 위치 에너지공식에 의해 계산:
어디: 케이- 스프링의 강성. 늘어진(또는 압축된) 스프링은 연결된 몸체를 움직일 수 있습니다. 즉, 이 몸체에 운동 에너지를 전달합니다. 결과적으로 그러한 스프링에는 에너지가 저장되어 있습니다. 스트레칭 또는 쥐어짜기 엑스신체의 변형되지 않은 상태에 의존해야 합니다.
탄성적으로 변형된 물체의 위치 에너지는 주어진 상태에서 변형이 없는 상태로 전이하는 동안 탄성력의 일과 같습니다. 초기 상태에서 스프링이 이미 변형되었고 연신율이 다음과 같다면 엑스 1, 연장된 상태로 새로운 상태로 전환 시 엑스 2, 탄성력은 반대 부호로 취한 위치 에너지의 변화와 동일한 일을 수행합니다(탄성력은 항상 몸체의 변형에 대해 향하기 때문에):
탄성 변형 중 위치 에너지는 탄성력에 의해 신체의 개별 부분이 서로 상호 작용하는 에너지입니다.
마찰력의 일은 이동 거리에 따라 달라집니다(일이 궤적과 이동 거리에 따라 달라지는 이러한 유형의 힘을 다음과 같이 호출합니다. 소산력). 마찰력에 대한 위치 에너지의 개념은 도입될 수 없습니다.
능률
성능 계수(COP)- 에너지의 변환 또는 전송과 관련된 시스템(장치, 기계)의 효율성 특성. 시스템이 받는 총 에너지 양에 대한 사용된 유용한 에너지의 비율에 의해 결정됩니다(공식은 이미 위에서 제공됨).
효율성은 작업과 전력 측면에서 모두 계산할 수 있습니다. 유용하고 소모적인 작업(힘)은 항상 단순한 논리적 추론에 의해 결정됩니다.
전기 모터에서 효율은 수행된(유용한) 기계적 작업 대 소스에서 받은 전기 에너지의 비율입니다. 열 기관에서 소비된 열량에 대한 유용한 기계적 작업의 비율. 변압기에서 1차 권선에서 소비되는 에너지에 대한 2차 권선에서 수신된 전자기 에너지의 비율.
효율성의 개념은 일반성 덕분에 원자로, 발전기 및 모터, 화력 발전소, 반도체 장치, 생물학적 개체 등과 같은 다양한 시스템을 단일 관점에서 비교하고 평가할 수 있습니다.
마찰, 주변 물체의 가열 등으로 인한 불가피한 에너지 손실로 인해 효율성은 항상 1보다 작습니다.따라서 효율은 소비된 에너지의 비율, 즉 정확한 비율 또는 백분율의 형태로 표현되며 무차원량입니다. 효율성은 기계 또는 메커니즘이 얼마나 효율적으로 작동하는지를 나타냅니다. 화력 발전소의 효율은 35-40%, 가압 및 사전 냉각 기능이 있는 내연 기관 - 40-50%, 발전기 및 고전력 발전기 - 95%, 변압기 - 98%에 이릅니다.
효율성을 찾아야 하거나 알려진 문제는 논리적 추론으로 시작해야 합니다. 어떤 작업이 유용하고 어떤 작업이 소비되는지입니다.
기계적 에너지 보존 법칙
전체 기계적 에너지운동 에너지(즉, 운동 에너지)와 포텐셜(즉, 중력과 탄성력에 의한 신체 상호 작용 에너지)의 합은 다음과 같습니다.
기계적 에너지가 내부(열) 에너지와 같은 다른 형태로 변환되지 않으면 운동 에너지와 위치 에너지의 합은 그대로 유지됩니다. 역학적 에너지가 열에너지로 바뀌면 역학적 에너지의 변화는 마찰력의 일이나 에너지 손실, 또는 방출되는 열량 등의 일과 같습니다. 즉, 총 역학적 에너지의 변화는 다음과 같습니다. 외부 힘의 작용과 동일:
닫힌 시스템을 구성하는 물체의 운동 에너지 및 위치 에너지의 합(즉, 외부 힘이 작용하지 않는 물체 및 각각의 일은 각각 0임)과 상호 작용하는 중력 및 탄성력의 힘 서로 변경되지 않은 상태로 유지됩니다.
이 진술은 표현 기계 공정의 에너지 보존 법칙(EEC)... 이것은 뉴턴의 법칙의 결과입니다. 역학적 에너지 보존 법칙은 닫힌 시스템의 물체가 탄성과 중력에 의해 서로 상호 작용할 때만 충족됩니다. 에너지 보존 법칙에 관한 모든 문제에는 항상 적어도 두 가지 상태의 물체가 있을 것입니다. 법칙에 따르면 첫 번째 상태의 총 에너지는 두 번째 상태의 총 에너지와 같습니다.
에너지 보존 법칙에 대한 문제를 해결하기 위한 알고리즘:
- 몸체의 시작 위치와 끝 위치의 점을 찾으십시오.
- 이 지점에서 신체가 갖는 에너지 또는 에너지를 기록하십시오.
- 신체의 초기 및 최종 에너지를 균등화합니다.
- 이전 물리학 주제에서 다른 필수 방정식을 추가합니다.
- 수학적 방법을 사용하여 결과 방정식 또는 방정식 시스템을 풉니다.
역학적 에너지 보존 법칙이 모든 중간 지점에서 물체의 운동 법칙을 분석하지 않고도 궤적의 서로 다른 두 지점에서 물체의 좌표와 속도 사이의 연결을 얻을 수 있게 했다는 점에 주목하는 것이 중요합니다. 역학적 에너지 보존 법칙의 적용은 많은 문제의 해결을 크게 단순화할 수 있습니다.
실제 조건에서 거의 항상 중력, 탄성력 및 기타 힘과 함께 움직이는 물체는 매체의 마찰 또는 저항력에 의해 작용합니다. 마찰력의 작용은 경로 길이에 따라 다릅니다.
닫힌 시스템을 구성하는 물체 사이에 마찰력이 작용하면 역학적 에너지가 보존되지 않습니다. 기계적 에너지의 일부는 신체의 내부 에너지로 변환됩니다(가열). 따라서 전체(즉, 기계적뿐만 아니라)의 에너지는 어떤 경우에도 보존됩니다.
모든 물리적 상호 작용에서 에너지는 발생하거나 사라지지 않습니다. 한 형태에서 다른 형태로 변형될 뿐입니다. 이 실험적으로 확립된 사실은 자연의 기본 법칙을 표현합니다. 에너지 절약 및 변환 법칙.
에너지 보존 및 변환 법칙의 결과 중 하나는 에너지를 소비하지 않고 작업을 무기한으로 수행할 수 있는 기계인 "영구 이동식"을 만드는 것이 불가능하다는 진술입니다.
작업을 위한 다른 작업
문제에서 기계적 작업을 찾아야 하는 경우 먼저 찾는 방법을 선택합니다.
- 작업은 다음 공식으로 찾을 수 있습니다. ㅏ = FS∙ 코스 α ... 작업을 수행하는 힘과 선택한 기준 프레임에서 이 힘의 작용에 따른 신체의 이동량을 찾으십시오. 힘 벡터와 변위 벡터 사이에서 각도를 선택해야 합니다.
- 외력의 작용은 최종 상황과 초기 상황에서 기계적 에너지의 차이로 찾을 수 있습니다. 역학적 에너지는 신체의 운동 에너지와 위치 에너지의 합과 같습니다.
- 일정한 속도로 몸을 들어 올리는 작업은 다음 공식으로 찾을 수 있습니다. ㅏ = mgh, 어디 시간- 올라가는 높이 몸의 무게중심.
- 일은 힘과 시간의 곱으로 찾을 수 있습니다. 공식에 따르면: ㅏ = 태평양 표준시.
- 일은 힘 대 변위 또는 힘 대 시간 그래프 아래 그림의 면적으로 찾을 수 있습니다.
에너지 보존 법칙과 회전 운동의 역학
이 주제의 작업은 수학적으로 매우 복잡하지만 접근 방식을 알고 있다면 완전히 표준적인 알고리즘에 따라 해결됩니다. 모든 문제에서 수직면에서 몸체의 회전을 고려해야 합니다. 솔루션은 다음과 같은 일련의 작업으로 요약됩니다.
- 당신이 관심있는 지점 (몸의 속도, 실의 장력, 무게 등을 결정하는 데 필요한 지점)을 결정해야합니다.
- 이때 몸이 회전한다는 것, 즉 구심가속도가 있다는 점을 고려하여 뉴턴의 제2법칙을 적는다.
- 역학적 에너지 보존 법칙을 기록하여 매우 흥미로운 지점에서의 신체의 속도와 무언가가 알려진 어떤 상태에서의 신체 상태의 특성을 포함하도록 하십시오.
- 조건에 따라 하나의 방정식에서 속도의 제곱을 표현하고 다른 방정식에 대입합니다.
- 최종 결과를 얻기 위해 필요한 나머지 수학 연산을 수행하십시오.
문제를 해결할 때 다음 사항을 기억해야 합니다.
- 나사산을 최소 속도로 회전시킬 때 정점을 통과하기 위한 조건은 지지대의 반력이다. N맨 위 지점은 0입니다. 데드 루프의 맨 위 지점을 지나갈 때도 동일한 조건이 충족됩니다.
- 막대 위에서 회전할 때 전체 원을 통과하기 위한 조건: 최고점에서의 최소 속도는 0입니다.
- 구의 표면에서 몸체가 분리되는 조건은 분리 지점에서 지지체의 반력이 0과 같아야 한다는 것입니다.
비탄성 충돌
역학적 에너지 보존 법칙과 운동량 보존 법칙은 작용력을 알 수 없는 경우 기계적 문제에 대한 해결책을 찾는 것을 가능하게 합니다. 이러한 종류의 문제의 예는 신체의 충돌 상호 작용입니다.
타격(또는 충돌)에 의해신체의 단기 상호 작용을 호출하는 것이 일반적이며 그 결과 속도가 크게 변경됩니다. 그들 사이의 물체가 충돌하는 동안 단기 충격력이 작용하며 그 크기는 일반적으로 알 수 없습니다. 따라서 뉴턴의 법칙의 도움으로 직접 충격 상호 작용을 고려하는 것은 불가능합니다. 많은 경우 에너지 및 운동량 보존 법칙을 적용하면 충돌 과정 자체를 고려에서 제외하고 충돌 전후의 물체 속도 사이의 관계를 얻을 수 있으며 이러한 양의 모든 중간 값을 우회합니다 .
우리는 종종 일상 생활, 기술 및 물리학(특히 원자 및 소립자의 물리학)에서 신체의 영향 상호 작용을 처리해야 합니다. 두 가지 충돌 상호 작용 모델이 역학에서 자주 사용됩니다. 절대 탄성 및 절대 비탄성 충격.
완전 비탄력적인 타격으로몸이 서로 연결(붙어 붙음)되어 하나의 몸처럼 움직이는 것과 같은 임팩트 상호작용이라고 합니다.
완전 비탄성 충격으로 기계적 에너지가 보존되지 않습니다. 그것은 부분적으로 또는 완전히 신체의 내부 에너지로 전달됩니다(가열). 충격을 설명하려면 방출된 열을 고려하여 운동량 보존 법칙과 역학적 에너지 보존 법칙을 모두 기록해야 합니다(미리 도면을 작성하는 것이 매우 바람직함).
절대적으로 탄력적인 영향
절대적으로 탄력적인 영향물체 시스템의 역학적 에너지가 보존되는 충돌이 호출됩니다. 많은 경우 원자, 분자 및 소립자의 충돌은 절대 탄성 충격의 법칙을 따릅니다. 운동량 보존 법칙과 함께 절대 탄성 충격으로 역학적 에너지 보존 법칙이 충족됩니다. 완전 탄성 충돌의 간단한 예는 두 개의 당구공의 중심 충돌이며 그 중 하나는 충돌 전에 정지해 있었습니다.
센터 블로우충돌이라고 하는 공으로 충돌 전후의 공의 속도가 중심선을 따라 향합니다. 따라서 기계적 에너지와 운동량 보존 법칙을 사용하여 충돌 전 속도를 알고 있는 경우 충돌 후 공의 속도를 결정할 수 있습니다. 특히 원자나 분자의 충돌과 관련하여 중심 충돌은 실제로 거의 실현되지 않습니다. 중심을 벗어난 탄성 충돌의 경우 충돌 전후의 입자(구)의 속도는 한 직선을 따라 향하지 않습니다.
중심에서 벗어난 탄성 충격의 특정 경우는 같은 질량의 두 당구공의 충돌일 수 있습니다. 그 중 하나는 충돌 전에 움직이지 않았고 두 번째 당구공의 속도는 공의 중심선을 따르지 않았습니다. 이 경우 탄성 충돌 후 볼의 속도 벡터는 항상 서로 수직으로 향합니다.
보존법. 도전 과제
다중 본체
에너지 보존 법칙에 관한 일부 문제에서 일부 물체를 이동시키는 데 도움이 되는 케이블은 질량을 가질 수 있습니다(즉, 익숙해질 수 있지만 무중력 상태가 아님). 이 경우 이러한 케이블을 이동하는 작업(즉, 무게 중심)도 고려해야 합니다.
무중력 막대로 연결된 두 개의 몸체가 수직면에서 회전하면 다음과 같습니다.
- 예를 들어 회전 축 수준 또는 가중치 중 하나가 위치한 가장 낮은 지점 수준에서 위치 에너지를 계산하기 위해 0 수준을 선택하고 그림을 그리십시오.
- 초기 상황에서 두 물체의 운동 에너지와 위치 에너지의 합이 왼쪽에 기록되고 최종 상황에서 두 물체의 운동 에너지와 위치 에너지의 합이 기록되는 역학적 에너지 보존 법칙을 쓰십시오. 오른쪽에 기록됩니다.
- 몸체의 각속도가 동일하다는 것을 고려하면 몸체의 선형 속도는 회전 반경에 비례합니다.
- 필요한 경우 각 물체에 대해 뉴턴의 제2법칙을 따로 기록해 두십시오.
쉘 버스트
발사체가 터지면 폭발 에너지가 방출됩니다. 이 에너지를 찾으려면 폭발 후 파편의 기계적 에너지의 합에서 폭발 전의 발사체의 기계적 에너지를 빼야합니다. 우리는 또한 코사인 정리의 형태(벡터 방법) 또는 선택한 축에 대한 투영 형태로 작성된 운동량 보존 법칙을 사용할 것입니다.
무거운 슬래브 충돌
빠른 속도로 움직이는 무거운 접시를 향해 Let V, 질량의 가벼운 공 중속도로 유 N. 공의 운동량은 판의 운동량보다 훨씬 작기 때문에 충격 후에 판의 속도는 변하지 않고 계속해서 같은 속도로 같은 방향으로 움직일 것입니다. 탄성 충격의 결과로 볼이 플레이트에서 날아갑니다. 여기서 이해하는 것이 중요합니다. 판에 대한 공의 속도는 변하지 않습니다.... 이 경우 공의 최종 속도에 대해 다음을 얻습니다.
따라서 충돌 후 공의 속도는 벽 속도의 두 배만큼 증가합니다. 임팩트 전에 공과 판이 같은 방향으로 움직이는 경우에 대한 유사한 추론은 공의 속도가 벽의 속도의 두 배만큼 감소하는 결과를 초래합니다.
충돌하는 공 에너지의 최대값과 최소값에 대한 문제
이 유형의 문제에서 가장 중요한 것은 운동의 운동 에너지가 최소인 경우 볼의 탄성 변형의 위치 에너지가 최대임을 이해하는 것입니다. 이는 기계적 에너지 보존 법칙에 따릅니다. 공의 운동 에너지의 합은 공의 속도가 크기가 같고 같은 방향으로 향하는 순간 최소입니다. 이 순간 볼의 상대 속도는 0이고 변형 및 관련 위치 에너지는 최대입니다.
- 뒤
- 앞으로
물리학 및 수학에서 CT를 성공적으로 준비하는 방법은 무엇입니까?
물리학 및 수학에서 CT를 성공적으로 준비하려면 무엇보다도 세 가지 중요한 조건이 충족되어야 합니다.
- 모든 주제를 탐색하고 이 사이트의 교육 자료에 제공된 모든 테스트 및 작업을 완료하십시오. 이렇게하려면 전혀 필요하지 않습니다. 즉, 매일 3-4 시간을 물리학 및 수학에서 CT 준비, 이론 공부 및 문제 해결에 할애하는 것입니다. 사실 CT는 물리학이나 수학을 아는 것만으로는 충분하지 않으며 다양한 주제와 다양한 복잡성에 대한 많은 문제를 실패 없이 신속하게 해결할 수 있어야 하는 시험입니다. 후자는 수천 가지 문제를 해결해야만 배울 수 있습니다.
- 물리학의 모든 공식과 법칙, 수학의 공식과 방법을 배웁니다. 사실, 이것을 하는 것도 매우 간단합니다. 물리학에서 필요한 공식은 약 200개에 불과하고 수학에서는 훨씬 적습니다. 이러한 각 과목에는 기본 복잡성 수준의 문제를 해결하기 위한 약 12가지 표준 방법이 있으며, 이 방법도 충분히 배울 수 있으므로 완전 자동으로 어려움 없이 적시에 대부분의 CG를 해결할 수 있습니다. 해결. 그 후에는 가장 어려운 작업에 대해서만 생각하면 됩니다.
- 세 가지 물리 및 수학 리허설 시험에 모두 참석하십시오. 각 RT는 두 가지 옵션을 모두 해결하기 위해 두 번 방문할 수 있습니다. 다시 말하지만, CT에서는 문제를 빠르고 효율적으로 해결하는 능력, 공식 및 방법에 대한 지식 외에도 시간을 올바르게 계획하고 힘을 분산하고 가장 중요한 답변 양식을 작성할 수 있어야 합니다. 답변 및 작업의 수 또는 자신의 성을 혼동하지 않고 올바르게. 또한 RT 중에는 준비되지 않은 사람에게는 CT에서 매우 이례적으로 보일 수 있는 작업에서 질문을 제기하는 스타일에 익숙해지는 것이 중요합니다.
이 세 가지 사항을 성공적이고 근면하며 책임감 있게 수행하고 최종 교육 테스트를 책임감 있게 정교화하면 귀하가 할 수 있는 최대치인 CT에서 우수한 결과를 보여줄 수 있습니다.
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A4. 음파의 진동 주파수가 증가함에 따라 사람이 소리에 어떤 변화를 감지합니까?
1) 피치 올리기
2) 피치 낮추기
3) 볼륨을 높입니다
4) 볼륨 줄이기
A5. 두 개의 일관된 파동 소스에서 점 M까지의 거리는 및 b와 같습니다. 소스 진동의 위상차는 0과 같고 파장은 l과 같습니다. 하나의 파동 소스 만 방사되면 점 M에서 매질 입자의 진동 진폭은 A1과 같고 두 번째 경우에만 - A2입니다. 파동 경로의 차이가 a - b = 3l / 2이면 M 지점에서 매질 입자의 총 진동 진폭은 다음과 같습니다.
1) 0과 같음 2) 같음 | A1 - A2 | 3) 는 | A1 + A2 |
4) 주기적으로 시간에 따른 변화
A6. 올바른 문장을 선택하세요.
A. 맥스웰은 전자기 유도 연구에 대한 패러데이의 실험을 바탕으로 전자기파의 존재를 이론적으로 예측했습니다.
B. Maxwell의 이론적인 예측을 바탕으로 Hertz는 실험적으로 전자파를 발견했습니다.
C. 전자파 연구에 대한 Hertz의 실험을 기반으로 Maxwell은 진공에서 전파 이론을 만들었습니다.
1) A와 B만 2) A와 C만 3) B와 C만 4) 그리고 A와 B, C만
A7. 어떤 진술이 옳은가?
Maxwell의 전자기장 이론에서
A - 교류 전기장은 소용돌이 자기장을 생성합니다.
B - 교류 자기장이 소용돌이 전기장을 생성합니다.
A8. 한 과학 실험실에서는 선형 가속기를 사용하여 하전 입자를 가속하고 다른 실험실에서는 입자가 나선형 궤적을 따라 가속되는 사이클로트론을 사용합니다. 어떤 실험실에서 인체에 유해한 전자기 방사선의 가능성을 고려해야 합니다.
1) 첫 번째 실험실에서만 2) 두 번째 실험실에서만 3) 두 실험실 모두에서
4) 실험실 없음
A9. 어떤 진술이 옳은가?
전자파의 복사는 다음과 같은 경우에 발생합니다.
A - 선형 가속기에서 전자의 운동
B - 안테나에서 전자의 진동 운동
1) A만 2) B만 3) A와 B 모두 4) A도 B도 아니다
답10. 하전 입자는 진공 상태에서 전자파를 방출하지 않습니다.
1) 균일한 직선 운동
2) 원주에서의 균일한 움직임
3) 진동 운동
4) 가속이 있는 모든 움직임
답11. 전자기파의 전파 속도
1) 진공에서 최대값을 갖는다
2) 유전체에서 최대값을 갖는다
3) 금속에서 최대값을 갖는다
4) 어떤 환경에서도 동일하다
A12. 공기 중 전자파의 전파를 연구하기 위한 첫 번째 실험에서는 파장 cm와 복사 주파수 MHz를 측정하였다. 이러한 부정확한 실험을 기반으로 공기 중 빛의 속도 값을 얻었습니다.
1) 100,000km/s 2) 200,000km/s 3) 250,000km/s 4) 300,000km/s
A13. 전자기파에서 전기장의 진동은 방정식으로 설명됩니다. E = 10sin(107t). 진동 주파수(Hz)를 결정합니다.
1) 107 2) 1.6 * 106 3) (107 t) 4) 10
A14. 전자파가 진공 속에서 전파될 때
1) 에너지 전달만 일어난다
2) 운동량 전달만 일어난다
3) 에너지와 운동량 모두의 전달이 있습니다.
4) 에너지나 운동량의 전달이 없다
답15. 전자파가 공기를 통과할 때 진동이 발생
1) 공기 분자
2) 공기 밀도
3) 전기장의 세기와 자기장의 유도
4) 산소 농도
A16. 전자파에서 전계세기의 벡터가 전자파의 진행방향과 수직인 방향으로 진동함을 증명하는 현상은 다음과 같다.
1) 간섭 2) 반사 3) 편광 4) 회절
A17. 전자파가 공기에서 유리로 통과할 때 변하는 전자파 매개변수의 조합을 나타냅니다.
1) 속도와 파장 2) 주파수와 속도
3) 파장 및 주파수 4) 진폭 및 주파수
A18. 전자기파의 특징이지만 모든 자연파의 공통 속성이 아닌 현상은 무엇입니까?
1) 간섭 2) 굴절 3) 편광 4) 회절
A19. 106.2MHz로 방송하는 Europe + 라디오 방송국을 들으려면 라디오를 어떤 파장에 맞춰야 합니까?
1) 2.825dm 2) 2.825cm 3) 2.825km 4) 2.825m
답20. 무선 송신기에서 고주파 전자기파의 진폭 변조는 다음을 위해 사용됩니다.
1) 라디오 방송국의 파워 증가
2) 고주파 진동의 진폭 변화
3) 음파 진동의 진폭 변화
4) 주어진 라디오 방송국의 특정 방사 주파수 설정
일상의 경험에 따르면 움직일 수 없는 물체는 움직일 수 있고 움직일 수 있는 물체는 멈출 수 있습니다. 우리는 끊임없이 무언가를 하고 있고, 세상은 바쁘고, 태양은 빛나고 있습니다. 하지만 인간, 동물, 자연 전체가 이 일을 할 수 있는 힘은 어디에서 얻습니까? 흔적도 없이 사라지나요? 한 몸이 다른 몸의 움직임을 바꾸지 않고 움직이기 시작할 것인가? 우리는 우리 기사에서이 모든 것에 대해 이야기 할 것입니다.
에너지 개념
자동차, 트랙터, 디젤 기관차, 비행기를 움직이는 엔진을 작동시키기 위해서는 에너지원인 연료가 필요합니다. 전기 모터는 전기를 사용하여 기계를 움직입니다. 높은 곳에서 떨어지는 물의 에너지로 인해 수력 터빈이 감싸져 전류를 생성하는 전기 기계에 연결됩니다. 사람도 존재하고 일하기 위해서는 에너지가 필요합니다. 어떤 일을 하려면 에너지가 필요하다고 합니다. 에너지란?
- 관찰 1. 공을 지면에서 들어 올립니다. 그가 침착한 한 기계적 작업은 수행되지 않습니다. 그를 보내자. 중력은 공이 특정 높이에서 땅으로 떨어지게 합니다. 공이 떨어지면 기계적 작업이 수행됩니다.
- 관찰 2. 스프링을 닫고 실로 고정하고 스프링에 추를 올려 봅시다. 실에 불을 붙이면 스프링이 곧게 펴지고 무게를 특정 높이로 올립니다. 스프링은 기계적 작업을 수행했습니다.
- 관찰 3. 트롤리에서 우리는 막대를 끝에 블록으로 고정합니다. 우리는 블록을 통해 실을 던질 것입니다. 한쪽 끝은 트롤리 축에 감겨 있고 다른 쪽 끝에는 무게가 달려 있습니다. 무게를 풀어 봅시다. 동작 아래 아래로 떨어지며 카트 이동을 제공합니다. 무게는 기계적 작업을 수행했습니다.
위의 모든 관찰을 분석한 후에 우리는 신체 또는 여러 신체가 상호 작용 중에 기계적 작업을 수행하면 기계적 에너지 또는 에너지가 있다고 결론을 내릴 수 있습니다.
에너지 개념
에너지(그리스어 단어에서 에너지- 활동)은 신체가 일을 할 수 있는 능력을 특징짓는 물리량입니다. 에너지 단위와 SI 시스템에서의 작업은 1줄(1J)입니다. 서면에서 에너지는 문자로 표시됩니다. 이자형... 위의 실험에서 신체는 한 상태에서 다른 상태로 이동할 때 작동한다는 것을 알 수 있습니다. 동시에 신체의 에너지가 변경 (감소)하고 신체가 수행하는 기계적 작업은 기계적 에너지 변화의 결과와 같습니다.
기계적 에너지의 유형. 잠재적 에너지 개념
기계적 에너지에는 위치 및 운동의 두 가지 유형이 있습니다. 이제 위치 에너지에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
위치 에너지(PE) - 상호 작용하는 신체의 상호 위치 또는 같은 신체의 부분에 의해 결정됩니다. 어떤 물체와 땅은 서로 끌어당기기 때문에, 즉 상호작용하므로 땅 위로 올라간 물체의 PE는 라이즈 높이에 따라 달라집니다. 시간... 몸을 높이 들어 올릴수록 PE가 커집니다. PE는 높이뿐만 아니라 체중에도 의존한다는 것이 실험적으로 입증되었습니다. 몸체를 같은 높이로 올렸다면 질량이 큰 몸체도 PE도 커집니다. 이 에너지의 공식은 다음과 같습니다. E p = mgh,어디 에피위치 에너지이며, 중- 체중, g = 9.81 N / kg, h - 키.
스프링 위치 에너지
신체를 물리량이라고 합니다. 에피,이는 동작 하에서 병진 운동의 속도가 변할 때 운동 에너지가 증가하는 만큼 정확히 감소합니다. 스프링(다른 탄성적으로 변형된 본체와 마찬가지로)은 이러한 PE를 가지며 이는 강성의 곱의 절반과 같습니다. 케이변형률 제곱당: x = kx 2:2.
운동 에너지: 공식 및 정의
때로는 일이 신체의 에너지 변화를 특징짓는다는 사실에 주목하여 힘과 운동의 개념을 사용하지 않고 기계적 작업의 의미를 고려할 수 있습니다. 우리에게 필요한 것은 물체의 질량과 운동 에너지로 이어지는 초기 및 최종 속도뿐입니다. 운동 에너지(KE)는 자체 운동으로 인해 신체에 속하는 에너지입니다.
바람은 운동 에너지를 가지고 있으며 풍력 터빈에 운동을 제공하는 데 사용됩니다. 추진된 것은 풍력 터빈 날개의 경사면에 압력을 가해 강제로 회전시킵니다. 회전 운동은 전송 시스템에 의해 특정 작업을 수행하는 메커니즘으로 전송됩니다. 발전소의 터빈을 돌리는 추진된 물은 일을 하는 동안 EC의 일부를 잃습니다. 하늘을 나는 비행기는 PE와 함께 EE를 가지고 있습니다. 몸이 정지해 있으면, 즉 지구에 대한 상대 속도가 0이면 지구에 대한 CE는 0입니다. 물체의 질량과 운동 속도가 클수록 FE가 크다는 것이 실험적으로 입증되었습니다. 수학적 표현에서 병진 운동의 운동 에너지 공식은 다음과 같습니다.
어디에 에게- 운동 에너지, 중- 체질량, V- 속도.
운동 에너지의 변화
신체의 이동 속도는 기준틀의 선택에 따라 달라지는 양이므로 신체의 FE 값도 선택에 따라 달라집니다. 신체에 대한 외력의 작용으로 인해 신체의 운동 에너지(IKE) 변화가 발생합니다. 에프... 물리량 ㅏ, IQE와 동일 ΔE ~몸에 가해지는 힘으로 인해 F, 작업 호출: A = △E 다. 빠르게 움직이는 몸이라면 V 1 , 힘이 작용하고 있다 에프방향과 일치하면 시간이 지남에 따라 신체의 움직임 속도가 증가합니다. 티어떤 가치로 V 2 ... 이 경우 IQE는 다음과 같습니다.
어디에 중- 체질량; 디- 신체의 횡단 경로; V f1 = (V 2 - V 1); V f2 = (V 2 + V 1); a = F: m... 운동 에너지가 얼마나 변하는지 계산하는 것은 이 공식입니다. 공식은 다음과 같이 해석할 수도 있습니다. ΔЕ к = 플코스 ά , 여기서 cosά 힘 벡터 사이의 각도 에프그리고 속도 V.
평균 운동 에너지
운동 에너지는 이 시스템에 속하는 여러 점의 이동 속도에 의해 결정되는 에너지입니다. 그러나 다른 병진 및 회전을 특징짓는 2가지 에너지를 구별할 필요가 있음을 기억해야 합니다. 이 경우 (SKE)는 전체 시스템의 총 에너지와 평온의 에너지 사이의 평균 차이입니다. 즉, 실제로 그 값은 위치 에너지의 평균 값입니다. 평균 운동 에너지의 공식은 다음과 같습니다.
여기서 k는 볼츠만 상수입니다. T는 온도입니다. 분자 운동 이론의 기초가 되는 것은 이 방정식입니다.
기체 분자의 평균 운동 에너지
수많은 실험을 통해 주어진 온도에서 병진 운동에 있는 기체 분자의 평균 운동 에너지가 동일하고 기체 유형에 의존하지 않는다는 것이 확인되었습니다. 또한, 가스를 1℃로 가열하면 SEE도 같은 값으로 증가함을 알 수 있었다. 더 정확하게 말하면 이 값은 다음과 같습니다. ΔE k = 2.07 x 10 -23 J/o C.병진 운동에서 기체 분자의 평균 운동 에너지가 얼마인지 계산하려면 이 상대 값 외에도 병진 운동 에너지의 절대값을 하나 이상 알아야 합니다. 물리학에서 이러한 값은 광범위한 온도에서 매우 정확하게 결정됩니다. 예를 들어 온도에서 t = 500 о С분자의 병진 운동의 운동 에너지 Ek = 1600 x 10 -23J 2개의 수량을 알면( ΔE와 전자 k), 주어진 온도에서 분자의 병진 운동 에너지를 계산하고 역 문제를 해결하여 주어진 에너지 값에서 온도를 결정할 수 있습니다.
마지막으로, 분자의 평균 운동 에너지는 위에 주어진 공식이 절대 온도(및 물질의 모든 응집 상태)에만 의존한다는 결론을 내릴 수 있습니다.
총 역학적 에너지 보존 법칙
중력과 탄성력의 영향을 받는 물체의 운동에 대한 연구는 위치 에너지라고 하는 특정 물리량이 있음을 보여주었습니다. 엔; 그것은 신체의 좌표에 의존하며 그 변화는 반대 부호로 취한 IQE와 동일합니다. Δ
엔 =-△E 다.따라서 중력 및 탄성력과 상호 작용하는 신체의 FE 및 PE 변화의 합은 다음과 같습니다. 0
: Δ
엔 +ΔE k = 0.물체의 좌표에만 의존하는 힘을 보수적 인.인력과 탄성력은 보존력입니다. 신체의 운동 에너지와 위치 에너지의 합은 총 기계적 에너지입니다. 엔 +E k = E.
가장 정확한 실험으로 증명된 이 사실은,
라고 기계적 에너지 보존 법칙... 물체가 상대 운동 속도에 의존하는 힘과 상호 작용하면 상호 작용하는 물체 시스템에서 기계적 에너지가 보존되지 않습니다. 이러한 유형의 힘의 예는 다음과 같습니다. 보수적이지 않은, 는 마찰력이다. 마찰력이 신체에 작용하면 이를 극복하기 위해 에너지를 소비해야 합니다. 즉, 마찰력의 일부는 마찰력에 대한 작업을 수행하는 데 사용됩니다. 그러나 에너지 보존 법칙의 위반은 에너지 보존 및 변환의 일반 법칙과 별개의 경우이기 때문에 여기에서는 상상에 불과합니다. 신체의 에너지는 사라지거나 다시 나타나지 않습니다.한 유형에서 다른 유형으로만 변환됩니다. 이 자연 법칙은 매우 중요하며 모든 곳에서 수행됩니다. 에너지 보존 및 변환의 일반 법칙이라고도 합니다.
신체의 내부 에너지, 운동 에너지 및 위치 에너지 사이의 연결
신체의 내부 에너지(U)는 신체의 총 에너지에서 신체 전체의 FE와 외부 힘의 장에서의 PE를 뺀 것입니다. 이것으로부터 우리는 내부 에너지가 분자의 무질서한 운동의 CE, 그들 사이의 PE 상호작용 및 분자내 에너지로 구성된다는 결론을 내릴 수 있습니다. 내부 에너지는 시스템 상태의 명백한 함수이며 다음을 제안합니다. 시스템이 주어진 상태에 있는 경우 내부 에너지는 이전에 발생한 일에 관계없이 고유한 값을 취합니다.
상대주의
물체의 속도가 빛의 속도에 가까울 때 운동 에너지는 다음 공식으로 구합니다.
위에 작성된 공식의 신체 운동 에너지는 다음 원리에 따라 계산할 수도 있습니다.
운동 에너지를 찾는 작업의 예
1. 300m/s의 속도로 날아가는 9g의 공과 18km/h의 속도로 달리는 60kg의 사람의 운동 에너지를 비교하십시오.
그래서 우리에게 주어진 것: m 1 = 0.009kg; V 1 = 300m / s; m 2 = 60kg, V 2 = 5m / s.
해결책:
- 운동 에너지(공식): E k = mv 2:2.
- 계산을 위한 모든 데이터가 있으므로 다음을 찾을 수 있습니다. 전자사람과 공 모두를 위해.
- E k1 = (0.009kg x (300m/s) 2): 2 = 405J;
- E k2 = (60kg x (5m / s) 2): 2 = 750J
- E k1< E k2.
답: 공의 운동 에너지는 사람의 운동 에너지보다 작습니다.
2. 10kg의 무게를 가진 몸을 10m 높이로 들어 올렸다가 풀어주었다. 5m 높이에서 어떤 종류의 FE가 있습니까? 공기 저항을 무시할 수 있습니다.
그래서 우리에게 주어진 것: m = 10kg; 시간 = 10m; 시간 1 = 5m; g = 9.81N/kg. E k1 -?
해결책:
- 특정 높이로 올려진 특정 질량의 물체에는 위치 에너지가 있습니다. E p = mgh. 몸이 떨어지면 특정 높이 h 1에서 땀이납니다. 에너지 E p = mgh 1 및 kin. 에너지 E k1. 운동 에너지를 올바르게 찾기 위해서는 위의 공식이 도움이되지 않으므로 다음 알고리즘에 따라 문제를 해결합니다.
- 이 단계에서는 에너지 보존 법칙을 사용하고 다음과 같이 작성합니다. E n1 +E k1 = E피.
- 그 다음에 전자 k1 = 이자형피 - E n1 = mgh - mgh 1 = mg(h-h 1).
- 값을 공식에 대입하면 다음을 얻습니다. E k1 = 10 x 9.81(10-5) = 490.5J
답: E k1 = 490.5 J.
3. 질량이 있는 플라이휠 중및 반경 아르 자형,중심을 통과하는 축을 둘러싸고 있습니다. 플라이휠 회전 속도 - ω
... 플라이휠을 멈추기 위해 브레이크 슈가 림에 대고 힘으로 작용합니다. F 마찰... 플라이휠이 완전히 멈출 때까지 몇 번 회전합니까? 플라이휠의 질량은 림의 중심에 있습니다.
그래서 우리에게 주어진 것: 중; 아르 자형; ω; F 마찰. N -?
해결책:
- 문제를 해결할 때 플라이휠의 회전을 반경이 있는 얇은 균질한 후프의 회전과 유사한 것으로 간주합니다. 아르 자형 그리고 질량 중, 각속도로 회전하는 ω.
- 그러한 몸체의 운동 에너지는 다음과 같습니다. E k = (J ω 2): 2, 여기서 J = 중 아르 자형 2 .
- 플라이휠은 마찰력을 극복하기 위해 모든 FE를 사용하는 경우 정지합니다. F 마찰, 브레이크 패드와 림 사이에서 발생: E k = F 마찰 * s, 여기서 2 πRN = (m 아르 자형 2 ω 2) : 2, 어디 N = ( 중 ω 2R): (4 π F tr).
답: N = (mω 2 R): (4πF tr).
드디어
에너지는 생명의 모든 측면에서 가장 중요한 구성 요소입니다. 에너지가 없으면 인간을 포함하여 어떤 신체도 일을 할 수 없기 때문입니다. 우리는 이 기사가 에너지가 무엇인지 명확하게 했으며 구성 요소 중 하나인 운동 에너지의 모든 측면에 대한 자세한 설명이 지구에서 일어나는 많은 과정을 이해하는 데 도움이 될 것이라고 생각합니다. 그리고 위의 공식과 문제 해결의 예를 통해 운동 에너지를 찾는 방법을 배울 수 있습니다.
육체가 일을 할 수 있는 능력이나 능력은 물리학의 모든 분야에 기본이 되는 개념인 에너지라고 하는 것이 특징입니다. 초기 소스에 따라 기계적, 내부, 전자기, 핵, 중력, 화학과 같은 다양한 유형의 에너지가 구별됩니다. 기계적 에너지에는 위치 및 운동의 두 가지 유형이 있습니다. 운동 에너지는 움직이는 물체에만 내재되어 있습니다. 그러면 우리는 휴식의 운동 에너지에 대해 이야기할 수 있습니까?
운동 에너지는 무엇입니까
운동 에너지가 어떻게 계산되는지 기억합시다. 체질량의 경우 중힘 작용 에프, 그 다음 속도 V변화하기 시작할 것입니다. 몸을 멀리 움직일 때 에스, 작업이 완료됩니다 ㅏ:
$ A = F * s $ (1)
뉴턴의 두 번째 법칙에 따르면 힘은 다음과 같습니다.
$ F = m * a $ (2)
어디 ㅏ- 가속.
역학 섹션에서 얻은 잘 알려진 공식에서 변위 계수는 다음과 같습니다. 에스균일하게 가속된 직선 운동은 최종 모듈과 연결됩니다. V 2 , 초기의 V 1 속도 및 가속도 ㅏ다음 공식에 의해;
$ s = ((v_2 ^ 2-v_1 ^ 2) \ 이상 (2 * a)) $ (3)
그런 다음 작업 계산 공식을 얻을 수 있습니다.
$ A = F * s = m * a * ((v_2 ^ 2 - v_1 ^ 2) \ 초과 2 * a) = (m * v_2 ^ 2 \ 초과 2) - (m * v_1 ^ 2 \ 초과 2) $ (4)
체중의 곱과 같은 양 중속도의 제곱으로 반으로 나눈 것을 신체의 운동 에너지라고 합니다. 전자:
$ E_k = (m * v ^ 2 \ 이상 2) $ (5)
공식 (4) 및 (5)에서 작업은 다음과 같습니다. ㅏ와 동등하다:
$ A = E_ (k2) - E_ (k1) $ (6)
따라서 신체에 가해진 힘이 한 일은 신체의 운동 에너지 변화와 동일한 것으로 판명되었습니다. 이것은 0이 아닌 속도로 움직이는 모든 물리적 몸체에는 운동 에너지가 있음을 의미합니다. 그러므로 쉬고 있을 때 빠른 속도로 V 0과 같고 나머지 운동 에너지도 0과 같습니다.
쌀. 1. 운동 에너지의 예:
정지된 몸과 온도
모든 물리적 몸체는 온도에서 연속적인 혼돈 운동 상태에 있는 원자와 분자로 구성됩니다. 티 0과 같지 않습니다. 분자 운동 이론의 도움으로 평균 운동 에너지가 전자분자의 무질서한 움직임은 온도에만 의존합니다. 따라서 단원자 기체의 경우 이 관계는 다음 공식으로 표현됩니다.
$ E_k = (3 \ 2 이상) * k * T $ (7)
어디: 케이 = 1.38 * 10 -23 J / K - 볼츠만 상수.
따라서, 몸 전체가 정지해 있을 때, 그것을 구성하는 각 분자와 원자는 그럼에도 불구하고 0이 아닌 운동 에너지를 가질 수 있습니다.
쌀. 2. 기체, 액체, 고체 분자의 무질서한 운동 :.
절대 영도의 온도는 자연적으로 0 0 K 또는 -273.15 0 C와 같습니다. 이 분야에서 일하는 과학자들은 새로운 지식을 얻기 위해 이 온도로 물질을 냉각시키기 위해 노력합니다. 지금까지 실험실 조건에서 얻은 기록적인 저온은 절대 영도보다 5.9 * 10 -12 K 높으며 이러한 값을 달성하기 위해 레이저와 자기 냉각이 사용됩니다.
휴식 에너지
운동 에너지에 대한 공식 (5)는 빛의 속도보다 훨씬 느린 속도에 대해 유효합니다. 와 함께, 이는 300,000km / s와 같습니다. 알버트 아인슈타인(Albert Einstein, 1879-1955)은 특수 상대성 이론을 창안했습니다. 전자질량의 입자 중 0 빠른 속도로 움직이는 V, 있습니다:
$ E_k = m_0 * c ^ 2 \ over \ sqrt (1 - (v ^ 2 \ over c ^ 2)) - m_0 * c ^ 2 $ (8)
빠른 속도로 V빛의 속도보다 훨씬 느린 와 함께 (V << 씨) 공식 (8)은 고전이 됩니다. 식 (5)로.
~에 V= 0 운동 에너지도 0과 같습니다. 그러나 총 에너지 E 0다음과 같을 것입니다:
$ E_0 = m_0 * c ^ 2 $ (9)
$ m_0 * c ^ 2 $ 식을 나머지 에너지라고 합니다. 정지한 몸에 0이 아닌 에너지가 존재한다는 것은 육체가 그 존재로 인해 에너지를 갖는다는 것을 의미합니다.
쌀. 3. 알버트 아인슈타인의 초상 :.
아인슈타인에 따르면, 나머지 에너지(9)와 운동 에너지(8)의 합은 입자의 총 에너지를 제공합니다 이자형피:
$ Ep = m_0 * c ^ 2 \ over \ sqrt (1 - v ^ 2 \ over c ^ 2) = m * c ^ 2 $ (10)
식 (10)은 물체의 질량과 에너지 사이의 관계를 보여줍니다. 체중의 변화는 에너지의 변화로 이어진다는 것이 밝혀졌습니다.
우리는 무엇을 배웠습니까?
그래서 우리는 평범한 신체(또는 입자)의 나머지 운동 에너지가 0과 같다는 것을 배웠습니다. 속도는 0입니다. 정지 상태의 물체를 구성하는 입자의 운동 에너지는 절대 온도가 0이 아닌 경우 0이 아닙니다. 휴식의 운동 에너지에 대한 별도의 공식은 없습니다. 정지된 신체의 에너지를 결정하기 위해 식 (7) - (9)를 사용하는 것이 허용되며 이것이 신체를 구성하는 입자의 내부 에너지임을 명심하십시오.
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운동 에너지 물체의 질량을 속도의 제곱으로 곱한 값의 절반에 해당하는 스칼라 물리량입니다.
물체의 운동 에너지가 무엇인지 이해하기 위해 일정한 힘(F = const)의 작용으로 질량 m인 물체가 직선으로 균일하게 가속된 방식(a = const)으로 움직이는 경우를 고려하십시오. 이 물체의 속도 계수가 v1에서 v2로 변할 때 물체에 가해진 힘의 일을 결정합시다.
우리가 알다시피, 일정한 힘의 일은 공식에 의해 계산됩니다. 우리가 고려하는 경우 힘 F의 방향과 변위 s가 일치하기 때문에 힘의 일은 A = Fs와 같습니다. 뉴턴의 두 번째 법칙에 따르면 힘 F = ma를 찾습니다. 직선 등가 운동의 경우 다음 공식이 유효합니다.
이 공식에서 우리는 몸의 움직임을 표현합니다.
F와 S의 찾은 값을 작업 공식에 대입하면 다음을 얻습니다.
이 물체의 속력이 변할 때 물체에 가해지는 힘의 일은 어떤 양의 두 값의 차이와 같다는 것을 마지막 공식에서 알 수 있다. 그리고 기계적 일은 에너지 변화의 척도입니다. 결과적으로 공식의 오른쪽에는 주어진 신체 에너지의 두 값 사이의 차이가 있습니다. 이것은 양이 몸의 움직임으로 인한 에너지라는 것을 의미합니다. 이 에너지를 운동 에너지라고 합니다. Wк로 표시됩니다.
우리가 도출한 일의 공식을 취하면,
물체의 속력이 변할 때 힘이 한 일은 물체의 운동에너지 변화량과 같다.
도 있습니다:
잠재력:
공식에서 다음을 사용했습니다.
운동 에너지