Font Size

SCREEN

Menu Style

INFOFIZ
Воскресенье, 31 Март 2013 11:01

Кинетическая энергия

Энергия – это физическая величина, показывающая, какую работу может совершить тело.

Единица измерения энергии - Джоуль [1Дж]

Кинетическая энергия— скалярная физическая величи­на, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости.

  

Это энергия, которой тело обладает вследствие своего движения, т.е. любое тело, которое движется (едет, летит, падает, плывет и т.д.) обладает кинетической энергией.

Что бы понять, что же такое кинетическая энергия тела, рассмотрим случай, когда тело массой m под действием постоянной силы (F=const) движется прямолинейно равноускоренно (а=const). Определим работу силы, приложенной к телу, при изменении модуля скорости этого тела от v1 до v2.

Кинетическая-энергия-тела

Как мы знаем, работа постоянной силы вычисляют по формуле A=FScos\alpha  . Так как в рассматриваемом нами случае направление силы F и перемещения s совпадают, то cos\alpha =1 , и тогда у нас получается, что работа силы равна А=Fs. По второму закону Ньютона найдем силу F=ma. Для прямолинейного равноускоренного движения справедлива формула:

\large \upsilon _2^2=\upsilon _1^2+2aS   

Из это формулы мы выражаем перемещение тела:

\large S=\frac{\upsilon _2^2-\upsilon _1^2}{2a}   

Подставляем найденные значения F и S в формулу работы, и получаем:

\large A=\frac{m\upsilon ^2}{2}-\frac{m\upsilon _1^2}{2}  

Из последней формулы видно, что работа силы, приложенной к телу, при изменении скорости этого тела равна разности двух значений некоторой величины \frac{m\upsilon ^2}{2} . А механическая работа это и есть мера изменения энергии. Следовательно, в правой части формулы стоит разность двух значений энергии данного тела. Это значит, что величина \frac{m\upsilon ^2}{2}  представляет собой энергию, обусловленную движением тела. Эту энергию называют кинетической. Она обозначается Wк.

\large W_k=\frac{m\upsilon ^2}{2}   

Если взять выведенную нами формулу работы, то у нас получится

\large A=W_{k2}-W_{k1}=\Delta  W_k  

Работа, совершаемая силой при изменении скорости тела, равна изменению кинетической энергии этого тела

Так же есть :

Потенциальная энергия : \large W_p=mgh   

Обозначения:

W_k  — Кинетическая энергия

m  — Масса тела

 \upsilon — Скорость движения тела

 \upsilon_1 — Начальная скорость тела

 \upsilon_2 — Конечная скорость тела

 A — Работа тела

a  — Ускорение тела

F  — Сила, действующая на тело

S — Перемещение тела

 

Опубликовано в Законы и формулы - кратко
Воскресенье, 31 Март 2013 10:48

Закон сохранения энергии

Закон сохранения энергии — один из наиболее важных законов, согласно которому физическая величина — энергия сохраняется в изолированной системе. Этому закону подчиняются все без исключения известные процессы в природе. В изолированной системе энергия может только превращаться из одной формы в другую, но ее количество остается постоянным.

 \Large W=W_k+W_p=\frac{m\upsilon ^2}{2}+mgh   


Для того, чтоб понять что же представляет из себя закон и откуда это получается возьмем тело массой m, которое уроним на Землю. В точке 1 тело у нас находится на высоте h и покоится (скорость равна 0). В точке 2 тело тело имеет некоторую скорость v и находится на расстоянии h-h1. В точке 3 тело имеет максимальную скорость и оно почти лежит на нашей Земле, то есть h=0

Закон сохранения энергии

В точке 1 тело имеет только потенциальную энергию, так как скорость тела равно 0,так что полная механическая энергия равна.

\large W=mgh   

После того как мы тело отпустили, оно стало падать. При падении потенциальная энергия тела уменьшается, так как уменьшается высота тела над Землей, а его кинетическая энергия увеличивается, так как увеличивается скорость тела. На участке 1-2 равном h1 потенциальная энергия будет равна

\large \Delta W=mgh_1   

А кинетическая энергия будет равная в тот момент ( \upsilon_2  — скорость тела в точке 2):

\large \Delta W=\frac{m\upsilon_2 ^2}{2}   

Чем ближе тело становится к Земле, тем меньше его потенциальная энергия, но в тот же момент увеличивается скорость тела, а из-за этого и кинетическая энергия. То есть в точке 2 работает закон сохранения энергии: потенциальная энергия уменьшается, кинетическая растет.

В точке 3 (на поверхности Земли) потенциальная энергия равна нулю (так как h = 0), а кинетическая максимальна  W=\frac{m\upsilon_3 ^2}{2}  (где v3 — скорость тела в момент падения на Землю). Так как \upsilon_2^2=2gh, то кинетическая энергия в точке 3 будет равна Wk=mgh. Следовательно, в точке 3 полная энергия тела W3=mgh и равна потенциальной энергии на высоте h. Конечная формула закона сохранения механической энергии будет иметь вид:

\Large W=W_k+W_p=\frac{m\upsilon ^2}{2}+mgh   

Формула выражает закон сохранения энергии в замкнутой системе, в которой действуют только консервативные силы: полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих между собой только консервативными силами, при любых движениях этих тел не изменяется. Происходят лишь взаимные превращения потенциальной энергии тел в их кинетическую энергию и обратно.

Обозначения:

W  — Полная энергия тела

W_p   Потенциальная энергия тела

W_k  Кинетическая энергия тела

m  — Масса тела

g  — Ускорение свободного падения

h  — Высота на которой находится тело

 \upsilon — Скорость тела

Источник http://frutmrut.ru

Опубликовано в Законы и формулы - кратко

Поделись с друзьями

Все права защищены

Все материалы взяты из открытых источников и представлены исключительно в ознакомительных целях, только на локальном компьютере. 
Все права на статьи, книги, видео и аудио материалы принадлежат их авторам и издательствам. 
Любое распространение и/или коммерческое использование без разрешения законных правообладателей не разрешается. 
Если Вы являетесь автором материалов или обладателем авторских прав, и Вы возражаете против его использования на моем интернет-ресурсе - пожалуйста, свяжитесь со мной
Информация будет удалена в максимально короткие сроки.

Сейчас на сайте

Сейчас 110 гостей и ни одного зарегистрированного пользователя на сайте

Яндекс.Метрика

 

 

 

​