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能源和工作

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能源是物理学中最重要的和还很模糊的概念之一幸运的是,能量与工作之间的关系可以帮助在许多物理问题的理解。

能源-特别是机械能源-常定义为能力做的工作,那就是,使净力使它移动一定距离的对象上。机械能可以进来的位置依赖于能量,称为潜在的能量和依赖于运动的能量,称为动能的形式。而潜在和动能的对象可以转换为彼此能源保护规定的法律,一个孤立系统的总能量保持不变。

本视频将介绍工作能量原理,讨论的动能和势能能量概念和能量守恒定律用于关联这些能量在实验中涉及滑翔机滑下轨道。

虽然有许多类型的能量,机械能最清楚地说明了能量是做功的能力的想法。其中一个例子是当炮弹飞进一堵砖墙。

在这种情况下,一个身体,炮弹,正常工作的对象,在墙上,由净施力,造成对象移动一定距离。工作定义为点产品所施加的力和所移动的距离。这个作用力必须按顺序的工作要做位移方向,就是只的力与位移平行组件可以做的工作。

现在,我们可以将工作涉及机械能,是动能和势能。从一个位置到另一个,如炮弹,运动的物体有平动动能和做工作的能力。

假设我们从v至vf-一个过程最终速度受初始速度加快炮弹由从运动学方程。此事件需要恒定的净力,由牛顿第二定律,在某一距离应用。通过结合两个方程,并注意到刚体的平动动能定义为½mv2,很明显,在炮弹上做的工作,这是则倍 D,等于最后和初始动能的差异。这是工作能量原理。

势能的时候,一块巨石在悬崖的边缘有大重力势能。在发布之前,它有可能在地面上做工作。这个潜在的工作取决于质量的巨石,重力,加速度和下降的高度。并且这项工作前下降或 Pi 等于势能。

按照谈话的法则,能量可以转换期间的事件,但该系统的总能量必须保持不变。因此,初始的潜力和动能的总和必须等于最后的能量的总和。博尔德的初始速度和动能为零,而其最终高度和潜在的能量也是零。因此,初始的重力势能等于最后刚体的平动动能。通过使用我们以前的方程,关系的数量可以绘制速度、 高度、 质量和能量之间。

既然你已经学会了工作能量守恒定律和能量守恒定律,让我们看看如何这些概念可以应用于实验涉及机械能。

本实验包括速度传感器,气垫导轨,几个相同的铝块,一架滑翔机,可以添加到滑翔机、 规模、 空气供应和一把尺子的少量砝码。

在规模上放置滑翔机和记录它的质量。气垫导轨连接空气供应和打开它措施之一的铝块高度并在实验室笔记本记录。地方在于接近空气供应气垫导轨脚下的铝块。这将是最低的高度配置。

在其初始位置放置滑翔机然后释放它从休息。使用速度传感器,记录滑翔机速度,因为它传递的最终位置在轨道上。此过程重复五次,计算平均速度。

地方下空气轨道提高高度配置额外的铝块。衡量h之间的差异,第一和hf 像以前一样和验证这是两次铝块的高度。为此高度配置重复组的速度测量。

放置在气垫导轨,假设高度差现在块高度的三倍下最后的铝块和重复测量速度。下一步,放置一些权重,以增加滑翔机的质量,然后重复实验,测量速度在三个不同的高度。

使用从工作能量原理的公式,每次运行的动能和潜力可以计算被认识到的每个变量的单位。在 PE 表中的列中列出了不同高度的潜在的能量差异。不出所料,潜在能量系统的增加,增加的高度与重质量,显示更大的潜力,要做的工作。

刚体的平动动能值也是柯列在表中找到的。类似于势能,动能是更大更重的滑翔机和重滑翔机的最终速度却更轻的滑翔机一样。这是高度的明确从有关能量方程在哪里速度只是高度的函数。此外,速度随高度的平方根成正比的速度预期。

根据能量守恒定律,柯和 PE 列在表中的,应该一律平等,他们几乎都是。两套不同的价值观差异来自采取的预计约 10%为这种类型的实验测量中误差。

涉及工作能量原理的应用无处不在涉及各种不同形式的能源。

过山车是机械能转换一个完美的例子。大规模的过山车最初被推向大高度在一个陡峭的斜坡。顶部的倾斜而获得的大量潜在能量然后转换为动能为其他的骑。在骑飞车经验经常交流潜力和动能。

化学反应也表现出能量转换与能量通常被化学势能和热能之间交换。如果反应为放热反应,势能是释放出作为热环境,而相反的是真正为吸热反应。一些放热的反应可以是爆炸从而产生动能所做的工作及其周围地区。

你刚看了朱庇特的能量和武力工作介绍。现在,您应该了解的概念和工作能量原理和能量守恒定律是动能和潜力如何与交流的重要性。谢谢观赏 !

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