Кинетик ба боломжит энерги. Амралтын кинетик энерги Биеийн томьёоны кинетик энергийг хэрхэн олох вэ

Онолын үндсэн мэдээлэл

Механик ажил

Үзэл баримтлалын үндсэн дээр хөдөлгөөний эрчим хүчний шинж чанарыг танилцуулсан механик ажил эсвэл хүчний ажил... Тогтмол хүчээр хийсэн ажил Ф, хүчийг векторуудын хоорондох өнцгийн косинусаар үржүүлсэн хүч ба шилжилтийн модулиудын үржвэртэй тэнцүү физик хэмжигдэхүүн гэж нэрлэдэг. Фболон хөдөлж байна С:

Ажил бол скаляр юм. Энэ нь хоёулаа эерэг байж болно (0 ° ≤ α < 90°), так и отрицательна (90° < α ≤ 180 °). At α = 90 ° Хүчээр хийсэн ажил тэг байна. SI-д ажлыг жоуль (J) -ээр хэмждэг. Жоуль нь хүчний чиглэлд 1 метрийн хөдөлгөөн хийхэд 1 Ньютоны хүчээр хийсэн ажилтай тэнцүү байна.

Хэрэв хүч цаг хугацааны явцад өөрчлөгдвөл ажил олохын тулд хүч нь шилжилтээс хамаарах хамаарлын графикийг байгуулж, графикийн доорх зургийн талбайг олно - энэ бол ажил юм.

Модуль нь координатаас (шилжилт) хамаардаг хүчний жишээ бол Хукийн хуульд захирагддаг пүршний уян харимхай хүч юм. Фхяналт = kx).

Хүч

Нэгж цаг тутамд гүйцэтгэх хүчний ажлыг гэнэ хүч... Хүч П(заримдаа үсгээр тэмдэглэдэг Н) Ажлын харьцаатай тэнцүү физик хэмжигдэхүүн юм Ахугацааны интервалаар тЭнэ ажил дууссаны дараа:

Энэ томъёог тооцоолоход ашигладаг дундаж хүч, өөрөөр хэлбэл үйл явцыг ерөнхийд нь тодорхойлдог хүч. Тиймээс, ажлыг эрх мэдлээр илэрхийлж болно: А = Pt(мэдээжийн хэрэг, ажлын хүч, цаг хугацаа тодорхойгүй бол). Эрчим хүчний нэгжийг ватт (Вт) эсвэл секундэд 1 жоуль гэж нэрлэдэг. Хэрэв хөдөлгөөн жигд байвал:

Энэ томъёогоор бид тооцоолж болно шуурхай хүч(тухайн үеийн хүч), хэрэв хурдны оронд бид агшин зуурын хурдны утгыг томъёонд орлуулж байвал. Ямар хүчийг тоолохоо яаж мэдэх вэ? Асуудлыг цаг хугацааны агшинд эсвэл сансар огторгуйн аль нэг цэгт хүч өгөхийг хүсэх юм бол энэ нь агшин зуурт гэж тооцогддог. Хэрэв та тодорхой хугацаанд эсвэл замын хэсэг дэх хүчийг асуувал дундаж хүчийг хайж олоорой.

Үр ашиг - үр ашгийн коэффициент, нь ашигтай ажлын зарцуулсан, эсвэл ашигтай хүчин чадал зарцуулсан харьцаатай тэнцүү байна:

Ямар ажил хэрэг болох, юунд зарцуулагдах нь тодорхой асуудлын нөхцөлөөс логик үндэслэлээр тодорхойлогддог. Жишээлбэл, хэрэв кран ачааг тодорхой өндөрт өргөх ажлыг гүйцэтгэдэг бол ачаа өргөх ажил нь ашигтай байх болно (түүний хувьд кран бий болсон тул), зарцуулсан ажил нь краны цахилгаан хөдөлгүүрийн хийсэн ажил юм. .

Тиймээс ашигтай, зарцуулсан хүч нь хатуу тодорхойлолтгүй бөгөөд логик үндэслэлээр олддог. Даалгавар болгонд бид энэ ажилд ямар зорилго тавьсан (ашигтай ажил эсвэл хүч), бүх ажлыг гүйцэтгэх механизм, арга зам (зарцуулсан хүч эсвэл ажил) юу болохыг тодорхойлох ёстой.

Ерөнхийдөө үр ашиг нь механизм нь нэг төрлийн энергийг нөгөөд хэрхэн үр дүнтэй хувиргаж байгааг харуулдаг. Хэрэв хүч нь цаг хугацааны явцад өөрчлөгдвөл ажил нь цаг хугацаатай харьцуулахад хүч чадлын график дор байгаа зургийн талбайг олно.

Кинетик энерги

Биеийн массыг хурдны квадратаар үржүүлсэн хагастай тэнцэх физик хэмжигдэхүүнийг нэрлэдэг биеийн кинетик энерги (хөдөлгөөний энерги):

Өөрөөр хэлбэл, 2000 кг жинтэй машин 10 м / с хурдтай хөдөлдөг бол энэ нь кинетик энергитэй тэнцүү байна. Э k = 100 кЖ ба 100 кЖ-ийн ажил гүйцэтгэх чадвартай. Энэ энерги нь дулаан болж хувирах (машиныг тоормослох үед дугуйны дугуй, зам, тоормосны диск халах) эсвэл машин мөргөлдсөн (осолд) машин болон биеийг деформацид зарцуулж болно. Кинетик энергийг тооцоолохдоо машин хаашаа явах нь хамаагүй, учир нь энерги нь ажилтай адил скаляр хэмжигдэхүүн юм.

Хэрэв бие нь ажил хийж чадвал энергитэй байдаг.Жишээлбэл, хөдөлж буй бие нь кинетик энергитэй байдаг, i.e. хөдөлгөөний энерги бөгөөд биетүүдийн хэв гажилтын ажлыг гүйцэтгэх эсвэл мөргөлдөөн үүссэн биед хурдатгал өгөх чадвартай.

Кинетик энергийн физик утга: масстай биеийг тайван байлгахын тулд мхурдтай хөдөлж эхлэв vкинетик энергийн олж авсан утгатай тэнцэх ажлыг гүйцэтгэх шаардлагатай. Хэрэв биеийн масс мхурдтай хөдөлдөг v, дараа нь үүнийг зогсоохын тулд түүний анхны кинетик энергитэй тэнцэх ажлыг гүйцэтгэх шаардлагатай. Бууралтын үед кинетик энергийг голчлон (мөргөлдөөнөөс бусад тохиолдолд энерги нь хэв гажилт руу шилжих үед) үрэлтийн хүчээр "авдаг".

Кинетик энергийн теорем: үүссэн хүчний ажил нь биеийн кинетик энергийн өөрчлөлттэй тэнцүү байна.

Кинетик энергийн теорем нь биеийн чиглэл нь шилжилтийн чиглэлтэй давхцдаггүй, өөрчлөгдөж буй хүчний нөлөөн дор бие хөдөлж байх ерөнхий тохиолдолд хүчинтэй байдаг. Биеийн хурдатгал ба удаашралын бодлогод энэ теоремыг хэрэглэх нь тохиромжтой.

Боломжит эрчим хүч

Физикт хөдөлгөөний энерги буюу кинетик энергитэй зэрэгцээд уг ойлголт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. боломжит энерги буюу биеийн харилцан үйлчлэлийн энерги.

Боломжит энерги нь биетүүдийн харилцан байрлалаар тодорхойлогддог (жишээлбэл, дэлхийн гадаргуутай харьцуулахад биеийн байрлал). Болзошгүй энергийн тухай ойлголтыг зөвхөн ажил нь биеийн замналаас хамаардаггүй, зөвхөн эхний ба эцсийн байрлалаар тодорхойлогддог хүчнүүдэд л нэвтрүүлж болно. консерватив хүчнүүд). Хаалттай зам дээр ийм хүчний ажил тэг байна. Энэ өмчийг таталцлын хүч, уян хатан байдлын хүчээр эзэмшдэг. Эдгээр хүчний хувьд боломжит энергийн тухай ойлголтыг нэвтрүүлж болно.

Дэлхийн таталцлын талбар дахь биеийн боломжит энергитомъёогоор тооцоолно:

Биеийн боломжит энергийн физик утга: боломжит энерги нь биеийг тэг түвшинд буулгах үед таталцлын хүчээр гүйцэтгэсэн ажилтай тэнцүү байна ( hБиеийн хүндийн төвөөс тэг түвшин хүртэлх зай). Хэрэв бие нь боломжит энергитэй бол энэ бие өндрөөс унах үед ажил хийх чадвартай байдаг. hтэг хүртэл. Таталцлын ажил нь эсрэг тэмдгээр авсан биеийн боломжит энергийн өөрчлөлттэй тэнцүү байна.

Ихэнхдээ эрчим хүчний ажилд бие махбодоо өсгөх (эргэх, нүхнээс гарах) ажил олох шаардлагатай болдог. Эдгээр бүх тохиолдолд биеийн өөрөө биш, харин зөвхөн хүндийн төвийн хөдөлгөөнийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Боломжит энерги Ep нь тэг түвшний сонголтоос, өөрөөр хэлбэл OY тэнхлэгийн гарал үүслийн сонголтоос хамаарна. Даалгавар бүрт тав тухыг хангах үүднээс тэг түвшинг сонгосон. Физик утга нь боломжит энерги өөрөө биш, харин бие нь нэг байрлалаас нөгөөд шилжих үед түүний өөрчлөлт юм. Энэ өөрчлөлт нь тэг түвшний сонголтоос хамааралгүй юм.

Сунгасан пүршний боломжит энергитомъёогоор тооцоолно:

хаана: к- хаврын хөшүүн байдал. Сунгасан (эсвэл шахсан) булаг нь түүнд наалдсан биеийг хөдөлгөж, өөрөөр хэлбэл энэ биед кинетик энерги өгөх чадвартай. Тиймээс ийм булаг нь эрчим хүчний нөөцтэй байдаг. Сунгах эсвэл шахах NSБиеийн хэв гажилтгүй байдалд найдах ёстой.

Уян гажигтай биеийн потенциал энерги нь өгөгдсөн төлөвөөс тэг хэв гажилттай төлөвт шилжих үеийн уян харимхай хүчний ажилтай тэнцүү байна. Хэрэв анхны төлөвт хавар нь аль хэдийн гажигтай байсан бөгөөд түүний суналт нь тэнцүү байсан х 1, дараа нь уртасгах шинэ төлөвт шилжих үед х 2, уян хатан хүч нь эсрэг тэмдгээр авсан боломжит энергийн өөрчлөлттэй тэнцэх ажлыг гүйцэтгэнэ (учир нь уян харимхай хүч нь биеийн хэв гажилтын эсрэг үргэлж чиглэгддэг):

Уян хэв гажилтын үед үүсэх боломжит энерги нь биеийн бие даасан хэсгүүдийн бие биентэйгээ уян харимхай хүчээр харилцан үйлчлэх энерги юм.

Үрэлтийн хүчний ажил нь туулсан зайнаас хамаарна (ажил нь траектор болон туулсан зайнаас хамаардаг ийм төрлийн хүчийг: тараах хүч). Үрэлтийн хүчний боломжит энергийн тухай ойлголтыг нэвтрүүлэх боломжгүй.

Үр ашиг

Гүйцэтгэлийн коэффициент (COP)- эрчим хүчийг хувиргах, дамжуулахтай холбоотой системийн (төхөөрөмж, машин) үр ашгийн шинж чанар. Ашигтай энергийг системд хүлээн авсан нийт энергийн харьцаагаар тодорхойлно (томъёог дээр дурдсан болно).

Үр ашгийг ажил, хүч чадлаар тооцож болно. Ашигтай, зарцуулсан ажил (хүч) нь энгийн логик үндэслэлээр тодорхойлогддог.

Цахилгаан хөдөлгүүрт үр ашиг нь гүйцэтгэсэн (ашигтай) механик ажлын эх үүсвэрээс хүлээн авсан цахилгаан энергийн харьцаа юм. Дулааны машинд ашигтай механик ажлын зарцуулсан дулааны харьцаа. Цахилгаан трансформаторуудад хоёрдогч ороомогт хүлээн авсан цахилгаан соронзон энергийг анхдагч ороомогт зарцуулсан энергитэй харьцуулсан харьцаа.

Үр ашгийн тухай ойлголт нь ерөнхий шинж чанараараа цөмийн реактор, цахилгаан үүсгүүр ба мотор, дулааны цахилгаан станц, хагас дамжуулагч төхөөрөмж, биологийн объект гэх мэт янз бүрийн системийг нэг талаас нь харьцуулж, үнэлэх боломжийг олгодог.

Үрэлт, хүрээлэн буй биеийг халаах гэх мэтээс болж эрчим хүч зайлшгүй алдагддаг. Үр ашиг нь үргэлж нэгээс бага байдаг.Үүний дагуу үр ашгийг зарцуулсан энергийн нэг хэсэг, өөрөөр хэлбэл зөв бутархай хэлбэрээр эсвэл хувиар илэрхийлдэг бөгөөд хэмжээсгүй хэмжигдэхүүн юм. Үр ашиг гэдэг нь машин эсвэл механизм хэр үр дүнтэй ажиллаж байгааг тодорхойлдог. Дулааны цахилгаан станцын үр ашиг 35-40%, даралтат болон урьдчилан хөргөх төхөөрөмжтэй дотоод шаталтат хөдөлгүүр - 40-50%, динамо, өндөр хүчин чадалтай генератор - 95%, трансформатор - 98% хүрдэг.

Та үр ашгийг олох хэрэгтэй асуудал эсвэл энэ нь мэдэгдэж байгаа тул та логик үндэслэлээр эхлэх хэрэгтэй - аль ажил нь ашигтай, аль нь зарцуулагддаг.

Механик энерги хэмнэлтийн хууль

Бүрэн механик энергикинетик энерги (жишээ нь хөдөлгөөний энерги) ба потенциалын (жишээ нь таталцлын болон уян хатан хүчний биетүүдийн харилцан үйлчлэлийн энерги) нийлбэрийг дараахь байдлаар нэрлэнэ.

Хэрэв механик энерги нь бусад хэлбэрт, жишээлбэл, дотоод (дулааны) энерги болж хувирдаггүй бол кинетик ба боломжит энергийн нийлбэр өөрчлөгдөхгүй хэвээр байна. Хэрэв механик энерги дулааны энерги болж хувирвал механик энергийн өөрчлөлт нь үрэлтийн хүчний ажил эсвэл энергийн алдагдал, ялгарах дулааны хэмжээ гэх мэт, өөрөөр хэлбэл нийт механик энергийн өөрчлөлттэй тэнцүү байна. гадаад хүчний ажилтай тэнцүү:

Хаалттай системийг бүрдүүлдэг биетүүдийн кинетик ба потенциал энергийн нийлбэр (өөрөөр хэлбэл гадны хүч үйлчилдэггүй ба тэдгээрийн ажил нь тэгтэй тэнцүү байна) болон харилцан үйлчлэх таталцлын хүч ба уян харимхай хүчний нийлбэр. бие биенээ өөрчлөгдөөгүй:

Энэхүү мэдэгдлийг илэрхийлж байна механик процесс дахь эрчим хүчний хэмнэлтийн хууль (EEC).... Энэ нь Ньютоны хуулиудын үр дагавар юм. Механик энерги хадгалагдах хууль нь битүү систем дэх биеүүд хоорондоо уян харимхай ба таталцлын хүчээр харилцан үйлчлэхэд л биелдэг. Эрчим хүчний хэмнэлтийн хуулийн бүх асуудалд биеийн системийн дор хаяж хоёр төлөв байх болно. Хуульд эхний төлөвийн нийт энерги нь хоёр дахь төлөвийн нийт энергитэй тэнцүү байх болно гэж заасан.

Эрчим хүч хадгалагдах хуулийн асуудлыг шийдвэрлэх алгоритм:

1. Биеийн эхлэл ба төгсгөлийн байрлалын цэгүүдийг ол.
2. Эдгээр цэгүүдэд биед ямар энерги байгааг бич.
3. Биеийн анхны болон эцсийн энергийг тэнцүүлэх.
4. Өмнөх физикийн сэдвүүдээс шаардлагатай бусад тэгшитгэлүүдийг нэмнэ үү.
5. Гарсан тэгшитгэл буюу тэгшитгэлийн системийг математикийн аргаар шийд.

Механик энерги хадгалагдах хууль нь завсрын бүх цэгт биеийн хөдөлгөөний хуулийг шинжлэхгүйгээр траекторийн хоёр өөр цэг дэх биеийн координат ба хурдны хоорондох холболтыг олж авах боломжийг олгосон гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Механик энерги хадгалагдах хуулийг хэрэглэх нь олон асуудлын шийдлийг ихээхэн хялбаршуулж чадна.

Бодит нөхцөлд бараг үргэлж таталцлын хүч, уян харимхай хүч болон бусад хүчний хамт хөдөлж буй биетүүдэд орчны үрэлтийн эсвэл эсэргүүцлийн хүч үйлчилдэг. Үрэлтийн хүчний ажил нь замын уртаас хамаарна.

Хэрэв битүү системийг бүрдүүлдэг биетүүдийн хооронд үрэлтийн хүч үйлчилдэг бол механик энерги хадгалагдахгүй. Механик энергийн нэг хэсэг нь биеийн дотоод энерги (халаалт) болж хувирдаг. Тиймээс энерги нь бүхэлдээ (өөрөөр хэлбэл зөвхөн механик биш) ямар ч тохиолдолд хадгалагдана.

Аливаа бие махбодийн харилцан үйлчлэлд энерги үүсдэггүй, алга болдоггүй. Энэ нь зөвхөн нэг хэлбэрээс нөгөө хэлбэрт шилждэг. Энэхүү туршилтаар тогтоосон баримт нь байгалийн үндсэн хуулийг илэрхийлдэг. эрчим хүчний хэмнэлт ба хувиргалтын хууль.

Эрчим хүчийг хадгалах, хувиргах хуулийн үр дагаврын нэг нь "мөнхийн гар утас" буюу эрчим хүч зарцуулахгүйгээр тодорхой бус хугацаагаар ажиллах боломжтой машиныг бий болгох боломжгүй гэсэн мэдэгдэл юм.

Ажлын хувьд өөр өөр даалгавар

Хэрэв та асуудалд механик ажил хайх шаардлагатай бол эхлээд түүнийг олох аргыг сонго.

1. Ажлын байрыг дараах томъёогоор олж болно. А = ФС∙ учир нь α ... Сонгосон жишиг хүрээн дэх энэ хүчний үйлчлэлийн дор ажил гүйцэтгэх хүч болон биеийн хөдөлгөөний хэмжээг ол. Хүч ба шилжилтийн векторуудын хооронд өнцгийг сонгох ёстой гэдгийг анхаарна уу.
2. Гадны хүчний ажлыг эцсийн болон эхний нөхцөл дэх механик энергийн зөрүүгээр олж болно. Механик энерги нь биеийн кинетик ба боломжит энергийн нийлбэртэй тэнцүү байна.
3. Биеийг тогтмол хурдтайгаар өргөх ажлыг дараах томъёогоор олж болно. А = мгх, хаана h- түүний дээш өргөгдсөн өндөр биеийн хүндийн төв.
4. Ажлыг хүч чадал, цаг хугацааны бүтээгдэхүүн гэж үзэж болно, өөрөөр хэлбэл. томъёоны дагуу: А = Pt.
5. Ажлыг хүч ба нүүлгэн шилжүүлэлт эсвэл хүч ба цаг хугацааны график дор байгаа зургийн талбайгаар олж болно.

Эрчим хүчний хэмнэлтийн хууль ба эргэлтийн хөдөлгөөний динамик

Энэ сэдвийн даалгаврууд нь математикийн хувьд нэлээд төвөгтэй боловч хэрэв та арга барилыг мэддэг бол тэдгээрийг бүрэн стандарт алгоритмын дагуу шийддэг. Бүх асуудалд та босоо хавтгайд биеийн эргэлтийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Шийдэл нь дараах үйлдлүүдийн дарааллаар буцалгана.

1. Таны сонирхож буй цэгийг тодорхойлох шаардлагатай (биеийн хурд, утаснуудын хурцадмал байдал, жин гэх мэтийг тодорхойлох шаардлагатай цэг).
2. Бие эргэдэг, өөрөөр хэлбэл төв рүү чиглэсэн хурдатгалтай гэдгийг харгалзан Ньютоны хоёр дахь хуулийг энэ цэг дээр бич.
3. Механик энерги хадгалагдах хуулийг тэрхүү маш сонирхолтой цэг дэх биеийн хурд, мөн ямар нэгэн зүйл мэдэгдэж байгаа биеийн төлөв байдлын шинж чанарыг агуулсан байхаар бич.
4. Нөхцөлөөс хамааран хурдыг нэг тэгшитгэлийн квадратаар илэрхийлж, өөр тэгшитгэлд орлуулна.
5. Эцсийн үр дүнд хүрэхийн тулд шаардлагатай математикийн бусад үйлдлүүдийг гүйцэтгэнэ.

Асуудлыг шийдвэрлэхдээ дараахь зүйлийг санах хэрэгтэй.

• Утас дээр хамгийн бага хурдтайгаар эргэлдэж байх үед дээд цэгийг өнгөрөх нөхцөл нь тулгуурын урвалын хүч юм Ндээд цэг нь 0. Үхсэн гогцооны дээд цэгийг өнгөрөхөд ижил нөхцөл биелнэ.
• Саваа дээр эргэлдэж байх үед бүхэл бүтэн тойрог өнгөрөх нөхцөл: дээд цэгийн хамгийн бага хурд нь 0 байна.
• Бөмбөрцгийн гадаргуугаас биеийг тусгаарлах нөхцөл нь тусгаарлах цэг дэх тулгуурын урвалын хүч тэгтэй тэнцүү байна.

Уян хатан бус мөргөлдөөн

Механик энерги хадгалагдах хууль ба импульс хадгалагдах хууль нь ажиллах хүч нь тодорхойгүй тохиолдолд механик асуудлын шийдлийг олох боломжийг олгодог. Энэ төрлийн асуудлын нэг жишээ бол бие махбодийн нөлөөллийн харилцан үйлчлэл юм.

Цохилтоор (эсвэл мөргөлдөөн)Биеийн богино хугацааны харилцан үйлчлэлийг нэрлэх нь заншилтай бөгөөд үүний үр дүнд тэдний хурд мэдэгдэхүйц өөрчлөгддөг. Тэдний хооронд биетүүд мөргөлдөх үед богино хугацааны нөлөөллийн хүчнүүд ажилладаг бөгөөд тэдгээрийн хэмжээ нь дүрмээр бол тодорхойгүй байна. Тиймээс Ньютоны хуулиудын тусламжтайгаар нөлөөллийн харилцан үйлчлэлийг шууд авч үзэх боломжгүй юм. Эрчим хүч ба импульс хадгалагдах хуулиудыг олон тохиолдолд хэрэглэх нь мөргөлдөөний үйл явцыг өөрөө авч үзэхгүй байх, эдгээр хэмжигдэхүүний бүх завсрын утгыг алгасаж, мөргөлдөхөөс өмнөх болон дараах биетүүдийн хурд хоорондын хамаарлыг олж авах боломжийг олгодог. .

Биеийн нөлөөллийн харилцан үйлчлэлийг ихэвчлэн өдөр тутмын амьдрал, технологи, физикт (ялангуяа атом ба элементийн бөөмсийн физикт) авч үзэх шаардлагатай байдаг. Механик дээр нөлөөллийн харилцан үйлчлэлийн хоёр загварыг ихэвчлэн ашигладаг. туйлын уян ба туйлын уян хатан бус нөлөөлөл.

Бүрэн уян хатан бус цохилтоорБиеүүд хоорондоо холбогдож (наалдаад) нэг бие мэт хөдөлдөг ийм нөлөөллийн харилцан үйлчлэл гэж нэрлэдэг.

Бүрэн уян хатан бус нөлөөллийн үед механик энерги хадгалагдахгүй. Энэ нь бие махбодийн дотоод энерги (халаалт) руу хэсэгчлэн эсвэл бүрэн шилждэг. Аливаа цочролыг дүрслэхийн тулд ялгарах дулааныг харгалзан импульс хадгалагдах хууль ба механик энергийн хадгалалтын хуулийг хоёуланг нь бичих хэрэгтэй (урьдчилан зураг зурах нь зүйтэй).

Үнэмлэхүй тэсвэртэй нөлөө

Үнэмлэхүй тэсвэртэй нөлөөБиеийн системийн механик энерги хадгалагдах мөргөлдөөн гэж нэрлэдэг. Ихэнх тохиолдолд атом, молекул, энгийн бөөмсийн мөргөлдөөн нь туйлын уян хатан нөлөөллийн хуулиудад захирагддаг. Үнэмлэхүй уян хатан нөлөөллөөр импульс хадгалагдах хуулийн зэрэгцээ механик энерги хадгалагдах хууль биелдэг. Төгс уян хатан мөргөлдөөний энгийн жишээ бол мөргөлдөхөөс өмнө нэг нь амарч байсан хоёр билльярдын бөмбөгний төв цохилт юм.

Төвийн цохилтБөмбөлгүүдийг мөргөлдөх гэж нэрлэдэг бөгөөд цохилтын өмнө болон дараа нь бөмбөгний хурд нь төвийн шугамын дагуу чиглэгддэг. Ийнхүү механик энерги ба импульс хадгалагдах хуулиудыг ашиглан мөргөлдөхөөс өмнөх бөмбөлгүүдийн хурд нь мэдэгдэж байгаа бол мөргөлдсөний дараах хурдыг тодорхойлох боломжтой. Төвийн нөлөөлөл нь практикт маш ховор тохиолддог, ялангуяа атом эсвэл молекулуудын мөргөлдөх үед. Төвөөс гадуур уян харимхай мөргөлдөх тохиолдолд мөргөлдөхөөс өмнөх болон дараах хэсгүүдийн (бөмбөлөг) хурд нь нэг шулуун шугамын дагуу чиглүүлдэггүй.

Төвөөс гадуур уян харимхай нөлөөллийн тодорхой тохиолдол нь ижил масстай хоёр бильярдын бөмбөг мөргөлдөх явдал байж болох бөгөөд тэдгээрийн нэг нь мөргөлдөхөөс өмнө хөдөлгөөнгүй байсан бөгөөд хоёр дахь нь бөмбөгний төвүүдийн шугамын дагуу чиглээгүй байв. . Энэ тохиолдолд уян харимхай мөргөлдөөний дараах бөмбөлгүүдийн хурдны векторууд үргэлж бие биедээ перпендикуляр чиглэгддэг.

Хамгаалалтын хуулиуд. Хүнд хэцүү даалгавар

Олон биетэй

Эрчим хүч хэмнэх хуулийн зарим асуудалд зарим объектыг хөдөлгөж буй кабель нь масстай байж болно (жишээлбэл, та аль хэдийн дассан шиг жингүй биш). Энэ тохиолдолд ийм кабелийг хөдөлгөх ажлыг (тухайлбал, тэдгээрийн хүндийн төвүүдийг) анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Жингүй саваагаар холбогдсон хоёр бие босоо хавтгайд эргэлдэж байвал:

1. боломжит энергийг тооцоолох тэг түвшинг сонгох, жишээлбэл, эргэлтийн тэнхлэгийн түвшинд эсвэл жингийн аль нэг нь байрлах хамгийн доод цэгийн түвшинд, зураг зурах;
2. Эхний нөхцөл дэх хоёр биеийн кинетик ба потенциал энергийн нийлбэрийг зүүн талд, эцсийн нөхцөл дэх хоёр биеийн кинетик ба потенциал энергийн нийлбэрийг бичсэн механик энерги хадгалагдах хуулийг бич. баруун талд бичигдсэн;
3. биетүүдийн өнцгийн хурд ижил, дараа нь биетүүдийн шугаман хурд нь эргэлтийн радиустай пропорциональ байна гэдгийг анхаарч үзэх;
4. шаардлагатай бол Ньютоны хоёр дахь хуулийг бие тус бүрээр нь тусад нь бич.

Бүрхүүл хагарлаа

Пуужин хагарсан тохиолдолд тэсрэх энерги ялгардаг. Энэ энергийг олохын тулд дэлбэрэлтийн дараах хэсгүүдийн механик энергийн нийлбэрээс тэсрэхээс өмнөх сумны механик энергийг хасах шаардлагатай. Бид мөн косинусын теорем (векторын арга) хэлбэрээр эсвэл сонгосон тэнхлэгт проекц хэлбэрээр бичсэн импульс хадгалагдах хуулийг ашиглах болно.

Хүнд хавтангийн мөргөлдөөн

Хурдтай хөдөлж буй хүнд хавтан руу чиглүүл v, масстай хөнгөн бөмбөг мхурдтай у n. Бөмбөгний импульс нь хавтангийн импульсээс хамаагүй бага тул цохилтын дараа хавтангийн хурд өөрчлөгдөхгүй бөгөөд энэ нь ижил хурдтай, ижил чиглэлд хөдөлсөөр байх болно. Уян хатан цохилтын үр дүнд бөмбөг хавтан дээрээс нисэх болно. Энд үүнийг ойлгох нь чухал юм хавтантай харьцуулахад бөмбөгний хурд өөрчлөгдөхгүй... Энэ тохиолдолд бөмбөгний эцсийн хурдны хувьд бид дараахь зүйлийг авна.

Тиймээс цохилтын дараах бөмбөгний хурд хананы хурдаас хоёр дахин нэмэгддэг. Бөмбөлөг ба хавтан цохилтоос өмнө нэг чиглэлд хөдөлсөн тохиолдолд ижил төстэй үндэслэл нь бөмбөгний хурд хананы хурдаас хоёр дахин буурахад хүргэдэг.

Бөмбөлөг мөргөлдөх энергийн хамгийн их ба хамгийн бага утгын талаархи асуудлууд

Энэ төрлийн асуудлын хувьд хамгийн гол зүйл бол бөмбөлгүүдийн уян хатан хэв гажилтын боломжит энерги нь хамгийн их байх ёстой, хэрэв тэдгээрийн хөдөлгөөний кинетик энерги хамгийн бага бол энэ нь механик энерги хадгалагдах хуулиас хамаарна. Бөмбөлгүүдийн хурд нь ижил хэмжээтэй, ижил чиглэлд чиглэсэн үед бөмбөгний кинетик энергийн нийлбэр хамгийн бага байна. Энэ мөчид бөмбөлгүүдийн харьцангуй хурд нь тэг бөгөөд хэв гажилт ба холбогдох боломжит энерги нь хамгийн их байна.

• Буцах
• Урагшаа

Физик, математикийн CT-д хэрхэн амжилттай бэлдэх вэ?

Физик, математикийн КТ-д амжилттай бэлтгэхийн тулд бусад зүйлсийн дотор гурван чухал нөхцөлийг хангасан байх ёстой.

1. Энэ сайт дээрх сургалтын материалд өгөгдсөн бүх сэдвийг судалж, бүх тест, даалгавруудыг гүйцээнэ үү. Үүнийг хийхийн тулд танд юу ч хэрэггүй, тухайлбал: физик, математикийн КТ-д бэлтгэх, онолыг судлах, асуудлыг шийдвэрлэхэд өдөр бүр гурваас дөрвөн цаг зарцуулах. Үнэн хэрэгтээ CT бол зөвхөн физик, математикийг мэдэхэд хангалттай биш шалгалт бөгөөд та янз бүрийн сэдвээр, янз бүрийн нарийн төвөгтэй олон тооны асуудлыг хурдан, жигд шийдвэрлэх чадвартай байх ёстой. Сүүлийнх нь мянга мянган асуудлыг шийдэж байж л сурч болно.
2. Физикийн бүх томьёо, хуулиудыг, математикийн томъёо, аргыг сур. Үнэн хэрэгтээ үүнийг хийх нь маш энгийн бөгөөд физикт шаардлагатай 200 орчим томъёолол байдаг, математикт арай бага байдаг. Эдгээр хичээл тус бүрд үндсэн түвшний асуудлыг шийдвэрлэх арав орчим стандарт аргууд байдаг бөгөөд эдгээрийг сурахад бүрэн боломжтой бөгөөд ингэснээр бүрэн автоматаар, хүндрэлгүйгээр, зөв ​​цагт, CG-ийн ихэнхийг хийх боломжтой. шийдэгдсэн. Үүний дараа та зөвхөн хамгийн хэцүү ажлуудын талаар бодох хэрэгтэй болно.
3. Физик, математикийн гурван давталтын шалгалтанд хамрагдана уу. Хоёр сонголтыг шийдэхийн тулд RT болгонд хоёр удаа зочилж болно. Дахин хэлэхэд CT дээр асуудлыг хурдан, үр дүнтэй шийдвэрлэх чадвар, томъёо, аргын мэдлэгээс гадна цаг хугацааг зөв төлөвлөх, хүчийг хуваарилах, хамгийн чухал нь хариултын хуудсыг бөглөх чадвартай байх шаардлагатай. хариулт, даалгаврын тоо, өөрийн овог нэрээ төөрөгдүүлэхгүйгээр зөв. Түүнчлэн, RT-ийн үеэр CT дээр бэлтгэлгүй хүнд маш ер бусын мэт санагдаж болох даалгаварт асуулт тавих хэв маягт дасах нь чухал юм.

Эдгээр гурван оноог амжилттай, хичээнгүй, хариуцлагатай биелүүлэх, мөн эцсийн сургалтын тестийг хариуцлагатай боловсруулах нь CT дээр хамгийн сайн үр дүнг харуулах боломжийг олгоно.

Алдаа олсон уу?

Хэрэв та сургалтын материалд алдаа олсон гэж бодож байгаа бол энэ тухай цахим шуудангаар бичнэ үү (). Захидалдаа сэдэв (физик эсвэл математик), сэдэв, тестийн гарчиг, дугаар, бодлогын дугаар, таны бодлоор алдаа гарсан текст (хуудас) дахь газрыг зааж өгнө. Мөн ямар алдаа байгааг тайлбарлана уу. Таны захидал анзаарагдахгүй байх болно, эсвэл алдаа засах болно, эсвэл яагаад энэ нь алдаа биш гэдгийг тайлбарлах болно.

А4. Дууны долгион дахь хэлбэлзлийн давтамж нэмэгдэхийн хэрээр хүн дуу чимээнд ямар өөрчлөлтийг тэмдэглэдэг вэ?
1) Дууны аяыг нэмэгдүүлэх
2) Дууны дууг багасгах
3) Дууны хэмжээг нэмэгдүүлэх
4) Дууны хэмжээг багасгах

А5. Долгионы хоёр когерент эх үүсвэрээс М цэг хүртэлх зай нь a ба b-тэй тэнцүү байна. Эх үүсвэрүүдийн хэлбэлзлийн фазын зөрүү нь тэг, долгионы урт нь l-тэй тэнцүү байна. Хэрэв долгионы зөвхөн нэг эх үүсвэр цацарч байвал M цэг дээрх орчны хэсгүүдийн хэлбэлзлийн далайц нь A1-тэй тэнцүү, хэрэв зөвхөн хоёр дахь нь байвал - A2 байна. Хэрэв долгионы замуудын ялгаа a - b = 3l / 2 бол M цэг дээр орчны бөөмсийн нийт хэлбэлзлийн далайц байна.
1) тэгтэй тэнцүү 2) |тэй тэнцүү байна A1 - A2 | 3) |-тэй тэнцүү байна A1 + A2 |
4) цаг хугацааны явцад үе үе өөрчлөгддөг

А6. Зөв мэдэгдлийг сонгоно уу.
A. Цахилгаан соронзон индукцийг судлах Фарадейгийн туршилтууд дээр үндэслэн Максвелл цахилгаан соронзон долгион байдгийг онолын хувьд таамагласан.
B. Максвеллийн онолын таамаглалд үндэслэн Герц цахилгаан соронзон долгионыг туршилтаар нээсэн.
C. Цахилгаан соронзон долгионыг судлах Герцийн туршилтууд дээр үндэслэн Максвелл тэдгээрийн вакуум орчинд тархах онолыг бий болгосон.
1) Зөвхөн А ба В 2) Зөвхөн А ба С 3) Зөвхөн В ба С 4) А, В, С

A7. Аль мэдэгдэл зөв бэ?
Максвеллийн цахилгаан соронзон орны онолд
A - хувьсах цахилгаан орон нь эргүүлэг соронзон орон үүсгэдэг
B - хувьсах соронзон орон нь эргүүлэгтэй цахилгаан орон үүсгэдэг

А8. Шинжлэх ухааны нэг лабораторид шугаман хурдасгуураар цэнэглэгдсэн тоосонцорыг хурдасгадаг бол нөгөө нь циклотрон ашиглан бөөмсийг спираль траекторийн дагуу хурдасгадаг. Аль лаборатори нь хүний ​​биед аюултай цахилгаан соронзон цацрагийн магадлалыг харгалзан үзэх ёстой.
1) Зөвхөн эхнийх нь 2) Зөвхөн хоёрдугаарт 3) Хоёр лабораторид
4) Лабораторийн аль нь ч байхгүй

А9. Аль мэдэгдэл зөв бэ?
Цахилгаан соронзон долгионы цацраг үүсэх үед
A - шугаман хурдасгуур дахь электроны хөдөлгөөн
B - антенн дахь электронуудын хэлбэлзлийн хөдөлгөөн
1) Зөвхөн А 2) Зөвхөн В 3) А ба В хоёулаа 4) А ч биш, В ч биш

A10. Цэнэглэгдсэн бөөмс нь вакуумд цахилгаан соронзон долгион үүсгэдэггүй
1) жигд шулуун хөдөлгөөн
2) тойргийн эргэн тойронд жигд хөдөлгөөн
3) хэлбэлзлийн хөдөлгөөн
4) хурдатгалтай аливаа хөдөлгөөн

A11. Цахилгаан соронзон долгионы тархалтын хурд
1) вакуум дахь хамгийн их утгатай байна
2) диэлектрик дэх хамгийн их утгатай байна
3) металлын хамгийн их утгатай байна
4) ямар ч орчинд адилхан

A12. Агаар дахь цахилгаан соронзон долгионы тархалтыг судлах анхны туршилтуудад долгионы урт см, MHz цацрагийн давтамжийг хэмжсэн. Эдгээр тодорхой бус туршилтууд дээр үндэслэн агаар дахь гэрлийн хурдны утгыг ойролцоогоор олсон байна
1) 100,000 км / с 2) 200,000 км / с 3) 250,000 км / с 4) 300,000 км / с

A13. Цахилгаан соронзон долгион дахь цахилгаан талбайн хэлбэлзлийг тэгшитгэлээр тодорхойлно: E = 10sin (107t). Чичиргээний давтамжийг (Гц-ээр) тодорхойлно.
1) 107 2) 1.6 * 106 3) (107 т) ​​4) 10

A14. Цахилгаан соронзон долгион вакуум орчинд тархах үед
1) зөвхөн эрчим хүчний дамжуулалт явагдана
2) зөвхөн импульсийн дамжуулалт үүсдэг
3) энерги болон импульсийн аль алиных нь шилжүүлэлт байдаг
4) энерги, импульсийн аль алиныг нь шилжүүлэхгүй

A15. Цахилгаан соронзон долгион агаараар дамжин өнгөрөхөд чичиргээ үүсдэг
1) агаарын молекулууд
2) агаарын нягт
3) соронзон орны цахилгаан ба индукцийн хүч
4) хүчилтөрөгчийн концентраци

A16. Цахилгаан соронзон долгионд цахилгаан орны хүч чадлын вектор нь цахилгаан соронзон долгионы тархалтын чиглэлд перпендикуляр чиглэлд хэлбэлзэж байгааг нотлох үзэгдэл юм.
1) хөндлөнгийн оролцоо 2) тусгал 3) туйлшрал 4) дифракц

A17. Долгион нь агаараас шил рүү шилжихэд өөрчлөгддөг цахилгаан соронзон долгионы параметрүүдийн хослолыг заана уу
1) хурд ба долгионы урт 2) давтамж ба хурд
3) долгионы урт ба давтамж 4) далайц ба давтамж

A18. Ямар үзэгдэл нь цахилгаан соронзон долгионы шинж чанартай байдаг ч аливаа долгионы нийтлэг шинж чанар биш юм бэ?
1) хөндлөнгийн оролцоо 2) хугарал 3) туйлшрал 4) дифракц

A19. 106.2 МГц давтамжтай цацдаг Европ + радио станцыг сонсохын тулд радиог ямар долгионы урттай тааруулах ёстой вэ?
1) 2.825 дм 2) 2.825 см 3) 2.825 км 4) 2.825 м

A20. Радио дамжуулагч дахь өндөр давтамжийн цахилгаан соронзон долгионы далайцын модуляцийг ашигладаг
1) радио станцын хүчийг нэмэгдүүлэх
2) өндөр давтамжийн хэлбэлзлийн далайцын өөрчлөлт
3) дууны давтамжийн хэлбэлзлийн далайцын өөрчлөлт
4) тухайн радио станцын цацрагийн тодорхой давтамжийг тогтоох

Өдөр тутмын туршлагаас харахад үл хөдлөх биеийг хөдөлгөж, хөдлөхийг зогсоож болно. Бид байнга ямар нэг зүйл хийж байна, дэлхий эргэн тойрон бужигнаж, нар гийж байна ... Гэхдээ хүн, амьтан, байгаль дэлхий тэр чигтээ энэ ажлыг хийх хүчийг хаанаас авдаг вэ? Энэ нь ул мөргүй алга болдог уу? Нэг бие нь нөгөөгийнхөө хөдөлгөөнийг өөрчлөхгүйгээр хөдөлж эхлэх үү? Энэ бүхний талаар бид нийтлэлдээ ярих болно.

Эрчим хүчний тухай ойлголт

Машин, трактор, дизель зүтгүүр, онгоцыг хөдөлгөдөг хөдөлгүүрийг ажиллуулахын тулд эрчим хүчний эх үүсвэр болох түлш хэрэгтэй. Цахилгаан мотор нь цахилгаан ашиглан машинуудыг хөдөлгөдөг. Өндөр дээрээс унах усны энергийн улмаас гидравлик турбиныг ороож, цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг цахилгаан машинд холбодог. Хүн оршин тогтнох, ажиллахад бас эрчим хүч хэрэгтэй. Аливаа ажлыг хийхэд эрчим хүч хэрэгтэй гэж тэд хэлдэг. Эрчим хүч гэж юу вэ?

• Ажиглалт 1. Бөмбөгийг газраас дээш өргөх. Тэр тайван байвал механик ажил хийдэггүй. Түүнийг явуулъя. Таталцлын улмаас бөмбөг тодорхой өндрөөс газарт унахад хүргэдэг. Бөмбөлөг унах үед механик ажил хийгддэг.
• Ажиглалт 2. Пүршийг хааж, утсаар бэхэлж, пүршийг жинлээрэй. Утас руу гал тавья, пүрш нь шулуун, жинг тодорхой өндөрт өргөх болно. Хавар нь механик ажил хийсэн.
• Ажиглалт 3. Троллейбус дээр бид төгсгөлд нь блоктой саваа засдаг. Бид блокоор утас шидэх бөгөөд нэг төгсгөл нь троллейбусны тэнхлэгт ороож, нөгөө талд нь жин өлгөөтэй байна. Жингээ суллацгаая. Үйлдлийн дагуу энэ нь доошоо унаж, тэрэгний хөдөлгөөнийг өгөх болно. Жин нь механик ажил хийсэн.

Дээрх бүх ажиглалтад дүн шинжилгээ хийсний дараа хэрэв бие махбодь эсвэл хэд хэдэн биет харилцан үйлчлэлийн явцад механик ажил хийдэг бол тэд механик энерги буюу энергитэй гэж дүгнэж болно.

Эрчим хүчний тухай ойлголт

Эрчим хүч (Грек үгнээс эрчим хүч- үйл ажиллагаа) нь бие махбодийн ажил хийх чадварыг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн юм. Эрчим хүчний нэгж, түүнчлэн SI систем дэх ажил нь нэг Жоуль (1 Дж) юм. Бичгийн хувьд энергийг үсгээр тэмдэглэдэг Э... Дээрх туршилтуудаас харахад бие нь нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих үед ажилладаг болохыг харж болно. Үүний зэрэгцээ биеийн энерги өөрчлөгддөг (багасдаг), бие махбодийн гүйцэтгэсэн механик ажил нь түүний механик энергийн өөрчлөлтийн үр дүнтэй тэнцүү байна.

Механик энергийн төрлүүд. Боломжит энергийн тухай ойлголт

Механик энерги нь потенциал ба кинетик гэсэн 2 төрөлтэй. Одоо боломжит эрчим хүчийг нарийвчлан авч үзье.

Боломжит энерги (PE) - харилцан үйлчлэлцдэг биетүүдийн харилцан байрлалаар эсвэл нэг биеийн хэсгүүдээр тодорхойлогддог. Аливаа бие ба дэлхий бие биенээ татдаг, өөрөөр хэлбэл харилцан үйлчилдэг тул газраас дээш өргөгдсөн биеийн PE нь өргөлтийн өндрөөс хамаарна. h... Биеийг өндөр өргөх тусам түүний PE нь их байдаг. PE нь зөвхөн өсгөсөн өндрөөс гадна биеийн жингээс хамаардаг болохыг туршилтаар тогтоосон. Хэрэв биеийг ижил өндөрт өргөсөн бол том масстай бие нь том PE-тэй болно. Энэ энергийн томъёо нь дараах байдалтай байна. E p = mgh,хаана E pболомжит энерги, м- биеийн жин, g = 9.81 N / кг, h - өндөр.

Хаврын боломжит энерги

Биеийг физик хэмжигдэхүүн гэж нэрлэдэг E p,Энэ нь үйл ажиллагааны дор хөрвүүлэх хөдөлгөөний хурд өөрчлөгдөхөд кинетик энерги нэмэгдэхийн хэрээр яг тэр хэмжээгээр буурдаг. Пүршүүд (бусад уян хатан хэв гажилттай биетүүдийн нэгэн адил) ийм PE-тэй байдаг бөгөөд энэ нь тэдний хөшүүн байдлын бүтээгдэхүүний хагастай тэнцүү юм. кнэг омог квадрат тутамд: x = kx 2: 2.

Кинетик энерги: томьёо ба тодорхойлолт

Заримдаа механик ажлын утгыг хүч, хөдөлгөөний ойлголтыг ашиглахгүйгээр авч үзэж, ажил нь биеийн энергийн өөрчлөлтийг тодорхойлдог гэдгийг анхаарч үзэх боломжтой. Бидэнд шаардлагатай бүх зүйл бол биеийн масс ба түүний анхны болон эцсийн хурдууд бөгөөд энэ нь биднийг кинетик энерги рүү хөтлөх болно. Кинетик энерги (KE) нь өөрийн хөдөлгөөний улмаас биед хамаарах энерги юм.

Салхи нь кинетик энергитэй тул салхин турбиныг хөдөлгөөнд оруулахад ашигладаг. Хөдөлгүүрүүд нь салхин турбины далавчны налуу хавтгайд дарамт учруулж, тэднийг эргүүлэхэд хүргэдэг. Эргэлтийн хөдөлгөөнийг дамжуулах системээр тодорхой ажил гүйцэтгэдэг механизмд дамжуулдаг. Цахилгаан станцын турбиныг эргүүлдэг хөдөлгүүрт ус нь ажил хийж байх үед EC-ийн тодорхой хэсгийг алддаг. Тэнгэрт өндөрт нисч буй онгоц нь PE-ээс гадна EE-тэй байдаг. Хэрэв бие нь тайван байдалд байгаа бол, өөрөөр хэлбэл дэлхийтэй харьцуулахад хурд нь тэг бол дэлхийтэй харьцуулахад түүний CE нь тэг байна. Биеийн масс, хөдөлгөөний хурд их байх тусам FE ихэсдэг болохыг туршилтаар тогтоосон. Математик илэрхийлэл дэх орчуулгын хөдөлгөөний кинетик энергийн томъёо нь дараах байдалтай байна.

Хаана TO- кинетик энерги, м- биеийн жин, v- хурд.

Кинетик энергийн өөрчлөлт

Биеийн хөдөлгөөний хурд нь жишиг хүрээний сонголтоос хамаарах хэмжигдэхүүн тул биеийн FE-ийн утга нь түүний сонголтоос хамаарна. Биеийн кинетик энерги (IKE) өөрчлөгдөх нь биед үзүүлэх гадны хүчний үйл ажиллагааны улмаас үүсдэг. Ф... Физик хэмжигдэхүүн А, энэ нь IQE-тэй тэнцүү байна ΔE руутүүнд үзүүлэх хүчний үйлчлэлээс болж бие F, ажил гэж нэрлэдэг: A = ΔE c. Хурдтай хөдөлж буй биед байгаа бол v 1 , хүч ажиллаж байна Фчиглэлтэй давхцаж байвал биеийн хөдөлгөөний хурд тодорхой хугацаанд нэмэгдэх болно тямар нэг үнэ цэнээр v 2 ... Энэ тохиолдолд IQE нь дараахтай тэнцүү байна.

Хаана м- биеийн жин; г- биеийн туулсан зам; V f1 = (V 2 - V 1); V f2 = (V 2 + V 1); a = F: м... Энэ нь кинетик энерги хэр их өөрчлөгдөхийг тооцоолох томъёо юм. Томъёо нь дараахь тайлбартай байж болно. ΔЕ к = Flcos ά , хаана cosά хүчний векторуудын хоорондох өнцөг юм Фболон хурд В.

Дундаж кинетик энерги

Кинетик энерги нь энэ системд хамаарах янз бүрийн цэгүүдийн хөдөлгөөний хурдаар тодорхойлогддог энерги юм. Гэсэн хэдий ч өөр өөр орчуулга ба эргэлтийг тодорхойлдог 2 энергийг ялгах шаардлагатай гэдгийг санах нь зүйтэй. Энэ тохиолдолд (SKE) нь бүхэл системийн энергийн нийт ба түүний тайван байдлын энергийн хоорондох дундаж зөрүү, өөрөөр хэлбэл түүний утга нь боломжит энергийн дундаж утга юм. Дундаж кинетик энергийн томъёо нь дараах байдалтай байна.

Энд k нь Больцманы тогтмол; T нь температур юм. Чухамхүү энэ тэгшитгэл нь молекул кинетик онолын үндэс болсон юм.

Хийн молекулуудын дундаж кинетик энерги

Өгөгдсөн температурт хөрвүүлэх хөдөлгөөн дэх хийн молекулуудын дундаж кинетик энерги ижил бөгөөд хийн төрлөөс хамаардаггүй болохыг олон тооны туршилтууд тогтоосон. Нэмж дурдахад хийн 1 хэмээр халах үед SEE нь ижил утгаараа нэмэгддэг болохыг тогтоожээ. Илүү нарийвчлалтай болгохын тулд энэ утга нь дараахтай тэнцүү байна: ΔE k = 2.07 x 10 -23 J / o C.Хөрвүүлэлтийн хөдөлгөөн дэх хийн молекулуудын дундаж кинетик энерги ямар хэмжээтэй тэнцүү болохыг тооцоолохын тулд энэ харьцангуй утгаас гадна хөрвүүлэх хөдөлгөөний энергийн дор хаяж нэг үнэмлэхүй утгыг мэдэх шаардлагатай. Физикийн хувьд эдгээр утгууд нь өргөн хүрээний температурын хувьд маш нарийн тодорхойлогддог. Жишээлбэл, температурт t = 500 о Смолекулын хөрвүүлэх хөдөлгөөний кинетик энерги Эк = 1600 x 10 -23 Ж. 2 хэмжигдэхүүнийг мэдэх ( ΔE руу болон E k), Бид хоёулаа өгөгдсөн температурт молекулуудын хөрвүүлэх хөдөлгөөний энергийг тооцоолж, урвуу асуудлыг шийдэж, өгөгдсөн энергийн утгуудаас температурыг тодорхойлох боломжтой.

Эцэст нь, томъёог дээр дурдсан молекулуудын дундаж кинетик энерги нь зөвхөн үнэмлэхүй температураас (мөн бодисын нэгдлийн төлөв байдлаас) хамаардаг гэж бид дүгнэж болно.

Нийт механик энерги хэмнэлтийн хууль

Таталцал ба уян харимхай хүчний нөлөөн дор биетүүдийн хөдөлгөөнийг судлах нь тодорхой физик хэмжигдэхүүн байдгийг харуулсан бөгөөд үүнийг потенциал энерги гэж нэрлэдэг. Э н; Энэ нь биеийн координатаас хамаардаг бөгөөд түүний өөрчлөлт нь эсрэг тэмдгээр авсан IQE-тэй тэнцүү байна: Δ E n =-ΔE c.Тэгэхээр таталцлын хүч ба уян харимхай хүчнүүдтэй харилцан үйлчилдэг биеийн FE ба PE-ийн өөрчлөлтийн нийлбэр нь тэнцүү байна. 0 : Δ E n +ΔE k = 0.Зөвхөн биеийн координатаас хамаарах хүчийг нэрлэдэг консерватив.Таталцлын болон уян хатан байдлын хүч нь консерватив хүч юм. Биеийн кинетик ба боломжит энергийн нийлбэр нь нийт механик энерги юм. E n +E k = E.

Хамгийн үнэн зөв туршилтаар нотлогдсон энэ баримт нь
гэж нэрлэдэг механик энерги хэмнэлтийн хууль... Хэрэв биетүүд харьцангуй хөдөлгөөний хурдаас хамаарах хүчнүүдтэй харилцан үйлчилдэг бол харилцан үйлчлэгч биетүүдийн системд механик энерги хадгалагдахгүй. Энэ төрлийн хүчний жишээг нэрлэдэг консерватив бус, үрэлтийн хүч юм. Хэрэв үрэлтийн хүч нь биед үйлчилдэг бол тэдгээрийг даван туулахын тулд энерги зарцуулах шаардлагатай, өөрөөр хэлбэл түүний нэг хэсгийг үрэлтийн хүчний эсрэг ажил гүйцэтгэхэд зарцуулдаг. Гэсэн хэдий ч энерги хадгалагдах хуулийг зөрчих нь зөвхөн төсөөлөл юм, учир нь энэ нь энергийн хадгалалт, хувирлын ерөнхий хуулийн тусдаа тохиолдол юм. Биеийн энерги хэзээ ч алга болдоггүй эсвэл дахин гарч ирдэггүй:энэ нь зөвхөн нэг төрлөөс нөгөөд хувирдаг. Энэ байгалийн хууль маш чухал, хаа сайгүй хэрэгждэг. Үүнийг заримдаа энерги хадгалах, хувиргах ерөнхий хууль гэж нэрлэдэг.

Биеийн дотоод энерги, кинетик ба боломжит энергийн хоорондын холбоо

Биеийн дотоод энерги (U) нь биеийн нийт энергийг бүхэлд нь биеийн FE-ийг хасч, хүчний гадаад орон дахь PE-ийг хассан байна. Эндээс бид дотоод энерги нь молекулуудын эмх замбараагүй хөдөлгөөний CE, тэдгээрийн хоорондын PE харилцан үйлчлэл, молекулын энерги зэргээс бүрддэг гэж дүгнэж болно. Дотоод энерги нь системийн төлөв байдлын хоёрдмол утгагүй функц бөгөөд энэ нь дараахь зүйлийг харуулж байна: хэрэв систем өгөгдсөн төлөвт байгаа бол түүний дотоод энерги нь урьд өмнө тохиолдсон зүйлээс үл хамааран өөрийн өвөрмөц утгыг авдаг.

Харьцангуй үзэл

Биеийн хурд гэрлийн хурдтай ойролцоо байвал кинетик энергийг дараах томъёогоор олно.

Томьёог дээр бичсэн биеийн кинетик энергийг дараахь зарчмын дагуу тооцоолж болно.

Кинетик энергийг олох даалгаврын жишээ

1. 300 м/с хурдтай нисч буй 9 г жинтэй бөмбөг, 18 км/цагийн хурдтай гүйж буй 60 кг жинтэй хүний ​​кинетик энергийг харьцуул.

Тэгэхээр, бидэнд юу өгөгдсөн: м 1 = 0.009 кг; V 1 = 300 м / с; м 2 = 60 кг, V 2 = 5 м / с.

Шийдэл:

• Кинетик энерги (томъёо): E k = mv 2: 2.
• Тооцооллын бүх өгөгдөл бидэнд байгаа тул бид олох болно Э ньхүний ​​хувьд ч, бөмбөгний хувьд ч.
• E k1 = (0.009 кг x (300 м / с) 2): 2 = 405 Ж;
• E k2 = (60 кг x (5 м / с) 2): 2 = 750 Ж.
• E k1< E k2.

Хариулт: Бөмбөгний кинетик энерги нь хүнийхээс бага.

2. 10 кг жинтэй биеийг 10 м өндөрт өргөсний дараа түүнийг суллав. 5 м өндөрт ямар FE байх вэ? Агаарын эсэргүүцлийг үл тоомсорлож болно.

Тэгэхээр, бидэнд юу өгөгдсөн: м = 10 кг; h = 10 м; h 1 = 5 м; g = 9.81 Н / кг. E k1 -?

Шийдэл:

• Тодорхой өндөрт өргөгдсөн тодорхой масстай бие нь потенциал энергитэй: E p = mgh. Хэрэв бие нь унавал тодорхой өндөрт хөлрөх болно h 1. эрчим хүч E p = mgh 1 ба төрөл. эрчим хүч E k1. Кинетик энергийг зөв олохын тулд дээр дурдсан томъёо нь тус болохгүй тул бид дараах алгоритмын дагуу асуудлыг шийдэх болно.
• Энэ алхамд бид энерги хадгалагдах хуулийг ашиглан дараах зүйлийг бичнэ. E n1 +E k1 = E NS.
• Дараа нь E k1 = Э NS - E n1 = мг - мгх 1 = мг (h-h 1).
• Бидний утгыг томъёонд орлуулснаар бид дараахь зүйлийг авна. E k1 = 10 x 9.81 (10-5) = 490.5 Ж.

Хариулт: E k1 = 490.5 Ж.

3. Масстай нисдэг дугуй мба радиус R,төвийг нь дайран өнгөрөх тэнхлэгийг тойрон эргэлддэг. Flywhee эргэх хурд - ω ... Flywheel-ийг зогсоохын тулд тоормосны гутлыг түүний ирмэг дээр дарж, түүнд хүчээр үйлчилдэг. F үрэлт... Бүрэн зогсох хүртэл нисдэг дугуй хэдэн эргэлт хийх вэ? Flywheel-ийн масс нь ирмэг дээр төвлөрч байгааг анхаарна уу.

Тэгэхээр, бидэнд юу өгөгдсөн: м; R; ω; F үрэлт. Н -?

Шийдэл:

• Асуудлыг шийдэхдээ бид нисдэг дугуйны эргэлтийг радиустай нимгэн нэгэн төрлийн цагирагны эргэлттэй төстэй гэж үзэх болно. Р ба масс м, өнцгийн хурдаар эргэдэг ω.
• Ийм биеийн кинетик энерги нь дараахтай тэнцүү байна. E k = (Ж ω 2): 2, хаана J = м Р 2 .
• Бүх FE нь үрэлтийн хүчийг даван туулах ажилд зарцуулагдсан тохиолдолд нисдэг дугуй зогсох болно F үрэлт, тоормосны дэвсгэр ба хүрээний хооронд үүссэн: E k = F үрэлтийн * s, хаана 2 πRN = (м Р 2 ω 2) : 2, хаана N = ( м ω 2 R): (4 π F tr).

Хариулт: N = (mω 2 R): (4πF tr).

Эцэст нь

Эрчим хүч бол амьдралын бүх талбарт хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм, учир нь үүнгүйгээр ямар ч бие махбодь, тэр дундаа хүн ажил хийж чадахгүй. Энэхүү нийтлэл нь энерги гэж юу болохыг тодорхой харуулсан бөгөөд түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг болох кинетик энергийн бүх талыг нарийвчлан харуулсан нь манай гариг ​​дээр болж буй олон үйл явцыг ойлгоход тусална гэж бид бодож байна. Мөн дээрх томьёо болон бодлого шийдвэрлэх жишээнүүдээс та кинетик энергийг хэрхэн олох талаар суралцаж болно.

Физик биетүүдийн ажил хийх чадвар буюу чадвар нь физикийн бүх салбарын үндсэн ойлголтоор тодорхойлогддог бөгөөд үүнийг эрчим хүч гэж нэрлэдэг. Анхны эх үүсвэрээс хамааран янз бүрийн төрлийн энергийг ялгадаг: механик, дотоод, цахилгаан соронзон, цөмийн, таталцлын, химийн. Механик энерги нь потенциал ба кинетик гэсэн хоёр төрөлтэй. Кинетик энерги нь зөвхөн хөдөлгөөнт биед байдаг. Бид амралтын кинетик энергийн талаар ярьж болох уу?

Кинетик энерги гэж юу вэ

Кинетик энергийг хэрхэн тооцдогийг санацгаая. Хэрэв биеийн масс мхүч үйлдэх Ф, дараа нь түүний хурд vөөрчлөгдөж эхэлнэ. Биеийг хол зайд шилжүүлэх үед с, ажил хийгдэнэ А:

$ A = F * s $ (1)

Ньютоны хоёр дахь хуулийн дагуу хүч нь:

$ F = m * a $ (2)

хаана а- хурдатгал.

Механикийн хэсэгт олж авсан сайн мэддэг томъёоноос харахад шилжилтийн модуль сжигд хурдасгасан шулуун хөдөлгөөн нь төгсгөлийн модулиудтай холбоотой байдаг v 2 , анхны v 1 хурд ба хурдатгал адараах томъёогоор;

$ s = ((v_2 ^ 2-v_1 ^ 2) \ (2 * a)) $ (3)

Дараа нь та ажлыг тооцоолох томъёог авч болно.

$ A = F * s = m * a * ((v_2 ^ 2 - v_1 ^ 2) \ 2-оос дээш * a) = (m * v_2 ^ 2 \ 2-оос дээш) - (m * v_1 ^ 2 \ 2-оос дээш) $ (4)

Биеийн жингийн бүтээгдэхүүнтэй тэнцэх хэмжээ мхурдны квадратаар нь хуваахыг биеийн кинетик энерги гэнэ Э к:

$ E_k = (m * v ^ 2 \ 2-оос дээш) $ (5)

(4) ба (5) томъёоноос харахад ажил хийгдэнэ Атэнцүү байна:

$ A = E_ (k2) - E_ (k1) $ (6)

Ийнхүү биед үзүүлэх хүчний хийсэн ажил нь биеийн кинетик энергийн өөрчлөлттэй тэнцүү болж хувирав. Энэ нь тэгээс өөр хурдтай хөдөлж буй аливаа биет кинетик энергитэй байдаг гэсэн үг юм. Тиймээс тайван байдалд, хурдтай vтэгтэй тэнцүү ба амралтын кинетик энерги нь тэгтэй тэнцүү байх болно.

Цагаан будаа. 1. Кинетик энергийн жишээ:

Хөдөлгөөнгүй бие ба температур

Аливаа физик бие нь температурт тасралтгүй эмх замбараагүй хөдөлгөөнд байдаг атом, молекулуудаас бүрддэг. Ттэгтэй тэнцүү биш. Молекулын кинетик онолын тусламжтайгаар дундаж кинетик энерги нь батлагдсан Э ньмолекулуудын эмх замбараагүй хөдөлгөөн нь зөвхөн температураас хамаардаг. Тиймээс нэг атомт хийн хувьд энэ хамаарлыг дараах томъёогоор илэрхийлнэ.

$ E_k = (3 \ 2-оос дээш) * k * T $ (7)

хаана: к = 1.38 * 10 -23 Ж / К - Больцманы тогтмол.

Тиймээс, бие бүхэлдээ амарч байх үед түүний бүрдсэн молекул, атом бүр тэгээс ялгаатай кинетик энергитэй байж болно.

Цагаан будаа. 2. Хий, шингэн, хатуу молекулуудын эмх замбараагүй хөдөлгөөн :.

Үнэмлэхүй тэг температур нь байгалиасаа 0 0 К буюу -273.15 0 С-тэй тэнцүү байна. Энэ чиглэлээр ажилладаг эрдэмтэд шинэ мэдлэг олж авахын тулд бодисыг ийм температурт хөргөхийг хичээдэг. Одоогийн байдлаар лабораторийн нөхцөлд олж авсан хамгийн бага температур нь үнэмлэхүй тэгээс ердөө 5.9 * 10 -12 К-ээс дээш байна.Ийм утгад хүрэхийн тулд лазер болон соронзон хөргөлтийг ашигладаг.

Амрах энерги

Кинетик энергийн томъёо (5) нь гэрлийн хурдаас хамаагүй бага хурдны хувьд хүчинтэй хамт, энэ нь 300,000 км / с-тэй тэнцүү байна. Альберт Эйнштейн (1879-1955) харьцангуйн тусгай онолыг бүтээсэн бөгөөд үүнд кинетик энерги Э ньмассын хэсгүүд м 0 хурдтай хөдөлж байна v, байдаг:

$ E_k = m_0 * c ^ 2 \ гаруй \ sqrt (1 - (v ^ 2 \ c ^ 2 гаруй)) - m_0 * c ^ 2 $ (8)

Хурдтай vгэрлийн хурдаас хамаагүй бага хамт (v << в) томъёо (8) нь сонгодог болж, i.e. (5) томъёонд оруулна.

At v= 0 кинетик энерги нь тэгтэй тэнцүү байх болно. Гэсэн хэдий ч нийт эрчим хүч E 0тэнцүү байх болно:

$ E_0 = m_0 * c ^ 2 $ (9)

$ m_0 * c ^ 2 $ илэрхийлэл нь амрах энерги гэж нэрлэгддэг. Амралттай байгаа биед тэгээс өөр энерги байгаа нь физик бие нь оршин байдгаараа энергитэй байна гэсэн үг юм.

Цагаан будаа. 3. Альберт Эйнштейний хөрөг :.

Эйнштейний хэлснээр, амрах энерги (9) ба кинетик энерги (8) нийлбэр нь бөөмийн нийт энергийг өгдөг. ЭNS:

$ Ep = m_0 * c ^ 2 \ гаруй \ sqrt (1 - v ^ 2 \ c ^ 2-оос дээш) = m * c ^ 2 $ (10)

Формула (10) нь биеийн масс ба түүний энергийн хоорондын хамаарлыг харуулж байна. Биеийн жингийн өөрчлөлт нь түүний энергийг өөрчлөхөд хүргэдэг.

Бид юу сурсан бэ?

Тиймээс бид энгийн физик биений (эсвэл бөөмс) амарч буй хэсгийн кинетик энерги тэгтэй тэнцүү байдгийг олж мэдсэн. түүний хурд нь тэг байна. Амралттай биеийг бүрдүүлдэг бөөмсийн кинетик энерги нь түүний үнэмлэхүй температур тэг биш бол тэгээс өөр байх болно. Амралтын кинетик энергийн хувьд тусдаа томьёо байдаггүй. Амралттай байгаа биеийн энергийг тодорхойлохын тулд энэ нь биеийг бүрдүүлдэг бөөмсийн дотоод энерги гэдгийг харгалзан (7) - (9) илэрхийллийг ашиглахыг зөвшөөрнө.

Сэдвийн дагуу тест хийх

Тайлангийн үнэлгээ

Дундаж үнэлгээ: 4.2. Хүлээн авсан нийт үнэлгээ: 39.

Админаас ирсэн мессеж:

Залуус аа! Хэн англи хэл сурахыг эртнээс хүсч байсан бэ?
Үргэлжлүүлэн хоёр үнэгүй хичээл аваарай SkyEng англи хэлний сургуульд!
Би өөрөө тэнд сурдаг - маш сайхан. Ахиц дэвшил илт харагдаж байна.

Аппликешн дээр та үг сурах, сонсох, дуудлага хийх дасгал хийх боломжтой.

Оролдоод үз. Миний холбоос дээр хоёр хичээл үнэгүй!
дарна уу

Кинетик энерги нь биеийн массын хурдны квадратын үржвэрийн талтай тэнцэх скаляр физик хэмжигдэхүүн юм.

Биеийн кинетик энерги гэж юу байдгийг ойлгохын тулд тогтмол хүчний үйлчлэлээр (F = const) m масстай бие шулуун шугаман жигд хурдасгасан (a = const) хөдөлж байх тохиолдлыг авч үзье. Энэ биеийн хурдны модуль v1-ээс v2 болж өөрчлөгдөхөд биед үзүүлэх хүчний ажлыг тодорхойлъё.

Бидний мэдэж байгаагаар тогтмол хүчний ажлыг томъёогоор тооцоолдог. Бидний авч үзэж байгаа тохиолдолд F хүчний чиглэл ба шилжилт s давхцаж байгаа тул хүчний ажил A = Fs-тэй тэнцүү байна. Ньютоны хоёр дахь хуулийн дагуу бид F = ma хүчийг олно. Тэгш шугаман жигд хурдасгасан хөдөлгөөний хувьд дараах томьёо хүчинтэй байна.

Энэ томъёоноос бид биеийн хөдөлгөөнийг илэрхийлнэ.

Бид ажлын томъёонд F ба S-ийн олсон утгыг орлуулж, бид дараахь зүйлийг авна.

Энэ биеийн хурд өөрчлөгдөхөд биед үзүүлэх хүчний ажил нь тодорхой хэмжигдэхүүний хоёр утгын зөрүүтэй тэнцүү болохыг сүүлчийн томъёоноос харж болно. Мөн механик ажил бол эрчим хүчний өөрчлөлтийн хэмжүүр юм. Тиймээс томъёоны баруун талд тухайн биеийн энергийн хоёр утгын зөрүү байна. Энэ нь тоо хэмжээ нь биеийн хөдөлгөөнөөс үүдэлтэй энерги юм. Энэ энергийг кинетик энерги гэж нэрлэдэг. Үүнийг Wк гэж тэмдэглэнэ.

Хэрэв бид олж авсан ажлын томъёогоо авбал бид олж авна

Биеийн хурд өөрчлөгдөхөд хүчний хийсэн ажил нь энэ биеийн кинетик энергийн өөрчлөлттэй тэнцүү байна

Мөн байдаг:

Боломжит эрчим хүч:

Томъёонд бид ашигласан:

Кинетик энерги