Zinetikoa energia: formula definizioa. Aurki molekulak energia zinetikoa, translazio mugimendua, udaberri, gorputza, gas molekulak?

Daily esperientzia erakusten gorputzaren jabetza eraman daitezke, eta gelditzeko mugitu. Beti zaratatsua gara zerbait munduan zehar egiten da, eguzkia distira ... Baina nora giza, animalia, eta, oro har, naturan indarra lan hau egiteko dator? Duen ala desagertzen mugimendu mekanikoa arrastorik gabe? gorputza bat bada mugitzeko beste trafikoa aldatu gabe hasiko da? Hori guztia gure artikulu eztabaidatuko da.

Energia kontzeptua

motorraren funtzionamendua, mugimendu automobilak, traktoreak, lokomotora emango dituela bertan egiteko, hegazkinak erregai, energia-iturri bat da behar. makinak Electric emango dituela mugimendu elektrizitatearen bitartez. Dela ura altuera batetik erortzen energia, konektatutako buelta hydroturbine makina elektrikoa, korronte elektriko bat sortzen. Man existitzen den eta lana, energia ere behar. ordena, ordena lan mota batzuk egiteko ere, energia behar duzun esaten dute. Zer da energia?

• Behaketa 1. Goratu lurrean gainetik baloia. da lasaitasun-egoera batean, berriz, lan mekanikoa ez da egin. Utzi joaten. grabitatearen eraginpean baloia altuera jakin batetik lurrera erortzen. baloia udazkenean zehar lan mekanikoak egiten da.
• Behaketa 2. somknite udaberrian, konpondu dugu eta haria jarri udaberrian slug orrian. Ezarri su haria da, udaberrian laua dago eta burdinazko pisua igotzeko altuera jakin batean. Udaberri lan mekanikoa egin.
• 3. Behaketa orga zigorra konpondu egingo amaieran bloke batera. Bloke perekinem haria ondoren, azken horietako bat da orga ardatzean eta beste zintzilik bob batean zauria. Demagun sinker du joan. eraginpean grabitatearen , behera hondoratu egingo zen eta orga eman. Bob lana mekanikoa.

Goiko behaketa guztiak aztertu ondoren, gorputza edo elkarrekintza unean hainbat gorputz lan mekanikoak burutzeko bada, orduan botere edo energia mekaniko bat dutela esaten dugu ondoriozta dezakegu.

Energia kontzeptua

Energia (Greziako hitza energia-tik -. Jarduerak) - kantitatea fisiko bat gorpuak 'lana egiteko gaitasuna ezaugarri den. energia-unitatea, eta, gainera, SI sisteman lan egiten Joule bat (J 1) da. Gutun-energia adierazten da letra E. arabera Goiko esperimentuak aurrera, argi dago gorputza lan egiten denean egoera batetik bestera pasatuz. dua gorputza energia aldatzen da (txikitzen) eta lan mekanikoa gorputz egindako bere boterea mekanikoa aldaketa baten emaitza berdina da.

energia mekaniko motak. Energia potentzial kontzeptua

Bereiztea 2. energia mekaniko mota: potentzial eta zinetikoa. Orain gertuago potentziala energia begirada bat.

Potentziala energia (LH) - elkarreragin edo zati gorputzak berak gorputzak posizio erlatiboa zehazten den energia da. gorputz guztietan eta lurra erakartzen elkar, hau da geroztik, elkarreragin dute, LH gorputza lurraren gainean altxatuta, egingo igogailua h altuera araberakoa izango da. Goi mailako gorputzaren planteatu da, zenbat eta gehiago bere LH. esperimentalean ezarritako zen, LH, ez bakarrik araberakoa altuera zein da planteatu da, baina, halaber, gorputzaren pisua orrian. gorputzaren altuera bera planteatu ziren gero, gorputzaren masa handiago bat izatea izango handiagoa eta LH dute. energiaren formula honela: E _n = MGH, dua E _n - Body masa, g = 9,81 H / kg, h - - altuera potentziala energia bat, m da.

Udaberrian energia potentziala

the elastikoki deformatzen izeneko balio fisiko E _{f bertan} ekintza pean mugimendua translazio-abiadura egokituz denean gorputzaren energia potentziala indarrak elastikoa txikitzen bezalaxe energia zinetikoa handitzen bezainbeste. Springs (elastikoki deformatzen beste gorputz bezala) izan LH, hau da, zurruntasuna Deformazio koadroko for k produktua erdia berdina: x = kx ^2: 2.

Zinetikoa energia: formula eta definizioa

Batzuetan lan mekanikoa balioa izango da indarrean eta mugimendua kontzeptuak erabili gabe ikus daiteke, izan ere, lan hori gorputzaren energia-aldaketa adierazten bideratua. Hori beharko dugu guztiak - gorputz bat eta bere hasiera eta amaiera abiadura eramango gaituen energia zinetikoa den masa da. Energia zinetikoa (KE) - energia gorputzaren erruz ondorioz, beren mugimendua egin.

Zinetikoa energia eolikoa da, motion aerosorgailuak emango dituela erabiltzen da. bultzatuta aire masa presiopean aerosorgailu hegoak hegazkina, gogoa du, eta behartzeko inguruan piztu. transmisio sistema transmisio mekanismoa arabera biraketa lan zehatz bat egiten. Bultzatuta ur arabera, turbina boterea bihurtzen, bere CE parte galtzen du, lana egiten ari dira. Goi hegan zerua hegazkina ere, gainera, Pe to CE bat. Gorputzaren atsedenerako egoera batean badago, hau da, bere abiadura Lurraren erlatiboa zero da, eta bere CE lurra erlatiboa zero da. esperimentalean ezarri zen handiagoa du pisua eta abiadura zein mugitzen da, gehiago da TBE hori. adierazpen matematiko batean translazio mugimenduaren energia zinetikoa du formula honako hau da:

Non K - energia zinetikoa, m - pisua, v - abiadura.

Energia zinetikoa aldaketa

Gorputzaren mugimendua-tasa aldakorra denez, erreferentzia-sistemaren aukeratu arabera, balio CE gorputz bat ere bere aukeraketa arabera. energia zinetikoa (IKE) body-aldaketa gertatzen direla eta, kanpoko indar F. gorputzean ekintza _? Kantitatea fisiko batek hau _da, E IKE body berdinak direla eta ekintza F indar bat, deitu operazioa: A E = _k. Bada gorputzaren bat den abiadura v ₁ eta _mugitzen, indarrean F, zein norabide bat dator, mugimendua gorputzaren abiadura izango da denbora t tartea handitzeko balio jakin bat v _2. Kasu honetan, IKE da:

Non m - Gorputzaren masa du; d - zeharkatu gorputza bidea; V _f1 = (V ₂ - V _1); V _f2 = (V ₂ + V _1); a = F: m. formula hau kalkulatu da, zenbat energia zinetikoa aldatzen da dena. _E = Flcos ά, dua cosά indarra F bektoreak eta abiadura V. arteko angelua _da: Formula ondorengoak ere interpretazio izan ditzakete

Zinetikoa besteko energia

Zinetikoa energia ezberdinak puntuak zein sistema honetakoa abiadura zehazten den energia da. Hala ere, kontuan izan, beharrezkoa dela bi energia ezberdinetan ezaugarri diren artean bereizteko izan : mugimendu mota translazio eta biraketa. Batez energia zinetikoa (SKE) kasu honetan sistema osoaren energia eta bere gogoaren boterearen arteko batez besteko aldea da, hau da, hain zuzen ere, bere tamaina - bataz potentziala energia-balioa da. energia zinetikoa besteko formula hau da:

non k - Boltzmann etengabea da; T - tenperatura. Ekuazio hau, teoria molekularreko-zinetikoa oinarria da da.

The gas molekulak batezbeste energia zinetiko

Ugari esperimentuak agerian gas tenperatura jakin batean aurrera mugimenduan molekulak batezbeste energia zinetiko hori bera da eta ez du gas motaren araberakoa izango da. Gainera, ere aurkitu zen berogailu 1 ^inguru C SKE eko gas hori bat eta balio bera handitzen. Hain zuzen ere, balioa da :? E _k = 2,07 x 10 ^-23 J / º ^C. Zer gas mugimendu aurrerakoi molekula batezbestekoa energia zinetikoa da kalkulatzeko, beharrezkoa da, balio erlatiboa honen gain, jakin bat behintzat gehiago translational energia mozioa balio absolutua. Fisikan, tenperatura-sorta zabala balioak zehaztuko nahikoa zehaztasunez. Adibidez, t = 500 ^ºC translazio mugimendua Ek molekula = 1600 x 10 ^-23 J. 2 energia zinetikoa balioa (? E _k eta E _k), energia tenperatura jakin batean molekula mozioa translazio gisa kalkulatu ahal izango dugu, eta konpondu jakiteak alderantzizko arazoa - energia balioen multzoa tenperatura zehazteko.

Azkenik, ondoriozta dezakegu hori molekulak batezbeste energia zinetikoa, formula bertan erakutsia da araberakoa soilik tenperatura absolutua (eta edozein substantziak gehitzen estatuan dagoen).

Energia mekanikoa guztira kontserbazio legea

Ikasten du motion organo pean ekintza larritasuna eta elastikoa indarra erakutsi zuen ez da a fisiko kantitatea deitzen den potentziala energia E _n; gorputza markoaren araberakoa da, eta bere aldaketa parekatzen da IKE, hau da, kontrako zeinua hartu: Δ E _{n =} - _E?. Horrela, IU eta LH gorputz aldaketak zenbatekoa, grabitazio indarrak eta elastikoa indarrak elkarlanean bertan 0 da? Δ E _n + E _k = 0. gorputza koordenatuak bakarrik menpe dauden indarrak, kontserbadorea deitzen dira. Erakargarria indarra eta elastikotasuna indarrak kontserbadoreak dira. gorputzaren energia zinetikoa eta potentziala batura energia mekanikoa beteta dago: E _n + E _E =

Izan ere, hau, eta horrek frogatu zehatzena esperimentuak,
Energia mekanikoa kontserbazio legea deitu. gorputza elkarreragin indarrak, zein abiadura erlatiboa araberakoak badira, elkarreraginean gorputzen sistemaren energia mekanikoa ez da gordetzen. mota hori, eta horrek deitzen dira ez-kontserbadorea indarren adibide bat, marruskadura indarra da. marruskadura indarra gorputzean jardun ezkero, beharrezkoa da horiek gainditzeko energia hori lan egiteko marruskadura indarren aurkako erabiltzen da parte da expend. Hala ere, energiaren kontserbazioaren legea urratzen soilik irudimenezko da, kontserbazio eta energiaren eraldaketa lege orokorraren kasu berezi bat delako. Gorputzeko energia sekula desagertu eta berriz agertzen: forma batetik bakarrik zuen bihurtutako bestera. natur lege hau oso garrantzitsua da, nonahi egiten da. Da, baita ere, batzuetan, kontserbazio eta energiaren eraldaketa lege orokor gisa aipatzen.

Gorputzaren barne-energia, zinetikoa eta energia potentziala arteko komunikazioa

Barneko energia (U) Gorputzaren - bere gorputzaren energia osoa ken EC gorputza osotasunean eta bere kanpoko eremu indarra LH da. honetatik ondoriozta dezakegu barne-energia hori TBE ausazko molekula motion, LH eta vnutremolekulyarnoy energia arteko elkarreragina osatzen dute. Barne energia - sistemaren egoera funtzio bakarreko baloratzen, hauetako dio: sistemaren egoera horretan dagoenean, bere barneko energia bere berezko balioa hartzen du, zer gertatu Aurretik kontuan hartu gabe.

erlatibismoa

Gorputza argi abiadura hurbil abiadura, energia zinetikoa, formula honen arabera aurkitu:

gorputzaren energia zinetikoa du, eta horrek batez idatzi da formula, daiteke ere, honako printzipio kalkulatu:

arazo adibide energia zinetiko bat aurkitzeko

1. baloia pisua 9 g energia zinetikoa Konparatu, 300 m / s-ko abiaduran hegan, eta pertsona bat 60 kg pisatzen, 18 km / h-ko abiaduran exekutatzen.

Beraz, zer izan dugu eman: m ₁ = 0.009 kg; V ₁ = 300 m / s; ₂ m = 60 kg, V ₂ = 5 m / s.

irtenbidea:

• Zinetikoa energia (eq) _E = mv ^2: 2.
• Izan dugu guztia datuetan egindako kalkulua, eta, _beraz, aurkikuntza E eta pertsona eta pilota.
• E = _k1 (x 0.009 kg (300 m / s) ²⁾ 2 = 405 J;
• _K2 = E 2 = 750 J. (60 kg (5 m / s) ^{2 x)}
• E _k1

Erantzuna: baloiaren energia zinetikoa Giza baino txikiagoa da.

2. Gorputz 10 kg 10 m-ko altuera, horren ondoren kaleratu zen bertara planteatu. Zer EC da 5 metroko altueran egon da? Air erresistentzia baztertu behar onartzen da.

Beraz, zer eman dugu: m = 10 kg; h = 10 m; ₁ h = 5 m; g = 9,81 N / kg. E _k1 -

irtenbidea:

• masa jakin gorpua, altuera jakin batera planteatu, potentziala energia da: E _p = MGH. gorputza erortzen bada, ez da jakin baten altuera h _1ean hura izerdi bat izango dute. energia E = MGH _{erreklamazioa 1.} eta Kin. Energia E _k1. Behar bezala aurki formula, eta horrek batez azaldu den energia zinetikoa, ez du funtzionatzen, eta, beraz, arazoa honako algoritmoa arabera ebatzi.
• Urrats honetan, energiaren kontserbazioaren legea erabiltzen duzun, eta idatzi ahal izango dugu: E _n1 + E _k1 = E _n.
• Ondoren E _k1 = E _n - E ₁ = MGH - MGH ₁ = mg (hh _1).
• balioak ordezkatuz, gure formula ere, lortu dugu: E = 10 x _k1 9,81 (10-5) = 490,5 J.

Erantzuna: E _k1 = 490,5 J.

3. bikiak masa flywheel A masa m eta erradioak I izatea, hau da ardatz bat bere zentroan pasatzen inguruan bilduta. flywheel abiadura angeluarra biltzeko - ω. Ordena bere ertza den flywheel gelditzeko dago balazta zapata gainean jarduten indarra F _marruskadura batekin kontra _sakatzen. Zenbat iraultza osoa geldialdi bat flywheel egingo? Hartu kontu hori flywheel pisua da ertza zentratua sartu.

Beraz, zer eman dugu: m; R; ω; F _{marruskadura.} N -

irtenbidea:

• In konpontzea arazo, dugu bere gain antzeko abiadura flywheel bira homogeneoa mehe hoop erradioak R eta masa m da, eta horrek txandaka dituzten abiadura ω.
• E _a = (J ω ²⁾ 2, non J = m R ^2: gorputzaren energia zinetikoa berdina ^da.
• Flywheel baldintza pean gelditzen bere guztia TBE lan gastatu balazta zapata eta ertza artean _sortutako marruskadura indarra F _marruskadura gainditzeko: E = F _marruskadura * _s, non s - da gelditu distantzia, hau da, 2 πRN berdina.
• Beraz, F * 2 _Marruskadura πRN = (M R ² ω ²⁾ 2 non N = (m ω ² R): (4 π F mp).

Erantzuna: N = (mω ² R): (4πF _mp).

Ospakizuna

Energia - bizitzaren arlo guztietan ezinbesteko osagaia da, izan ere, hori gabe, gorputza ez ez litzateke lana, jendea barne egiteko gai. energia zinetikoa - - gure planetan gertatzen diren prozesu asko ulertzen lagunduko dizu artikulu argi eta garbi adieraziko dituzu botere bat, eta bere osagai bat alderdi guztien deskribapen zehatza dela uste dugu. Eta energia zinetikoa nola aurkitu, formulak eta arazoa Aurreko konpontzeko adibide ikasi ahal izango duzu.