Prinsipyo sa trabaho-mekanikal nga enerhiya
Ang teorama sa work-kinetic energy nag-ingon nga ang net work o ang trabaho nga gihimo sa net force katumbas sa pagbag-o sa kinetic energy.
W net = TO t – TO o = 1⁄2 m(v t 2 – v o 2 )
W net = Adunay duha ka klase sa pwersa, nga mao ang konserbatibong pwersa, ug dili-konserbatibong pwersa. Busa, ang net work mahimong isipon nga gilangkoban sa trabaho nga gihimo sa usa ka konserbatibong pwersa ug sa trabaho nga gihimo sa usa ka dili-konserbatibong pwersa.
W c + W nc = ΔKE
Ang trabaho nga gihimo sa usa ka konserbatibo nga pwersa katumbas sa negatibo nga pagbag-o sa potensyal nga enerhiya:
Wc = -ΔPE
– ΔPE + W nc = ΔKE
W nc = ΔPE + ΔKE
Wnc = ΔME
Ang ekwasyon sa ibabaw nag-ingon nga ang trabaho nga gihimo sa usa ka dili-konserbatibo nga puwersa sa usa ka butang katumbas sa pagbag-o sa mekanikal nga enerhiya sa butang. Enerhiya sa mekanikal = potensyal nga enerhiya + kinetic nga enerhiya. Ang potensyal nga enerhiya mahimong anaa sa porma sa gravitational potential energy o elastic potential energy.
Pananglitan nga pangutana: Ang teorama sa trabaho-enerhiya sa makina
Usa ka 2 kg nga kahon ang sa sinugdanan naglihok sa gikusgon nga 10 m/s. Wala madugay, ang kahon mihunong. Ang coefficient of kinetic friction tali sa kahon ug sa salog kay 0.2. Ang gravitational acceleration kay 10 m/s² . Pila ang displacement sa kahon?
Panaghisgutan:
Nailhan: m = 2 kg, v = 10 m/s, vt = 0, k = 0.2, w = mg = (1 kg)(10 m/s² ) = 10 kg m/s² = 10 Newtons,
Gipangutana: ang gidaghanon sa pagbalhin sa kahon (s)
Ang teorama sa trabaho-enerhiya sa mekanikal:
W nc = ΔME
W nc = ΔPE + ΔKE
Ang gitas-on (h) nagpabilin nga parehas o walay pagbag-o sa gitas-on, busa walay pagbag-o sa gravitational potential energy.
Wnc = ΔKE
Ang trabaho nga gihimo sa kinetic frictional force mao ang:
W nc = – f k s = μ k N -s = μ k w -s = μ k mg -s
W nc = – (0.2)(2)(10)(s) = – (4)(s)
Ang kinetic frictional force mohimo og negatibong trabaho (ang kinetic frictional force anaa sa atbang nga direksyon gikan sa paglihok sa butang)
Pagbag-o sa kinetic energy:
ΔKE = 1⁄2 m (vt 2 – vo 2 ) = 1⁄2 (2)(0 2 – 10 2 ) = (0 – 100) = – 100
Pagbalhin sa butang:
W nc = ΔKE
– (4)(s) = – 100
s = – 100 / – 4 = 25 metros
20 ka konseptwal nga mga pangutana ug tubag bahin sa prinsipyo sa trabaho-enerhiya sa mekanikal:
1. Pangutana: Unsa ang prinsipyo sa trabaho-mekanikal nga enerhiya? Tubag: Ang prinsipyo sa trabaho-mekanikal nga enerhiya nag-ingon nga ang trabaho nga nahimo sa usa ka butang katumbas sa pagbag-o sa mekanikal nga enerhiya niini.
2. Pangutana: Giunsa paghubit ang trabaho sa pisika? Tubag: Ang trabaho gihubit isip produkto sa puwersa nga gigamit sa usa ka butang ug sa gilay-on nga kini naglihok sa direksyon sa puwersa.
3. Pangutana: Unsa ang naglangkob sa mekanikal nga enerhiya? Tubag: Ang mekanikal nga enerhiya gilangkoban sa kinetic energy ug potential energy sa usa ka butang.
4. Pangutana: Kon walay mga dili-konserbatibong pwersa, unsa ang masulti bahin sa kinatibuk-ang mekanikal nga enerhiya sa usa ka sirado nga sistema? Tubag: Ang kinatibuk-ang mekanikal nga enerhiya nagpabilin nga makanunayon.
5. Pangutana: Paghatag og ehemplo sa usa ka konserbatibong puwersa. Tubag: Ang puwersa sa grabidad usa ka ehemplo sa usa ka konserbatibong puwersa.
6. Pangutana: Unsa ang kalainan sa potensyal nga enerhiya gikan sa kinetic nga enerhiya? Tubag: Ang potensyal nga enerhiya mao ang enerhiya tungod sa posisyon, sama sa gitas-on ibabaw sa yuta, samtang ang kinetic nga enerhiya tungod sa paglihok.
7. Pangutana: Giunsa ang trabaho nga gihimo sa usa ka konserbatibo nga puwersa may kalabutan sa potensyal nga enerhiya? Tubag: Ang trabaho nga gihimo sa usa ka konserbatibo nga puwersa katumbas sa negatibo nga pagbag-o sa potensyal nga enerhiya.
9. Pangutana: Giunsa pagpasabot sa prinsipyo sa work-mechanical energy ang pagkakabig sa potensyal nga enerhiya ngadto sa kinetic energy sa usa ka butang nga nahulog nga walay lihok? Tubag: Samtang mahulog ang usa ka butang, ang potensyal nga enerhiya niini mokunhod ug ang kinetic energy niini motaas sa parehas nga kantidad, nga magpabilin nga makanunayon ang kinatibuk-ang mekanikal nga enerhiya.
10. Pangutana: Unsay mahitabo sa mekanikal nga enerhiya sa usa ka sistema kon ang mga dili-konserbatibong pwersa, sama sa friction, molihok niini? Tubag: Ang mekanikal nga enerhiya mokunhod tungod kay ang mga dili-konserbatibong pwersa mopahawa sa enerhiya, kasagaran isip kainit.
11. Pangutana: Mahimo ba nga motaas ang mekanikal nga enerhiya sa usa ka sistema? Tubag: Oo, kung ang eksternal nga trabaho gihimo sa sistema.
12. Pangutana: Unsa ang kalambigitan sa konsepto sa trabaho ug enerhiya? Tubag: Ang trabaho mao ang paagi diin ang enerhiya gibalhin o gibag-o sa usa ka sistema.
13. Pangutana: Kon ang usa ka butang naglihok sa makanunayong tulin, unsa ang masulti bahin sa net work nga nahimo niini? Tubag: Ang net work nga nahimo niini kay sero tungod kay walay acceleration nga nahitabo.
15. Pangutana: Ngano nga ang usa ka compressed spring adunay potensyal nga enerhiya? Tubag: Kung ang usa ka spring gi-compress, adunay trabaho nga nahimo niini, nga gitipigan isip potensyal nga enerhiya. Kini nga enerhiya mahimong buhian kung ang spring buhian.
16. Pangutana: Unsa ang work-energy theorem? Tubag: Ang work-energy theorem nag-ingon nga ang trabaho nga nahimo sa usa ka butang katumbas sa pagbag-o sa kinetic energy niini.
17. Pangutana: Unsa ang kalabotan sa gahum ug trabaho? Tubag: Ang gahum mao ang gikusgon sa paghimo sa trabaho o pagbalhin sa enerhiya. Kini gikalkulo isip , diin mao ang trabaho ug mao ang oras.
18. Pangutana: Mahimo bang adunay negatibo nga kantidad ang trabaho? Tubag: Oo, negatibo ang trabaho kung ang puwersa ug ang direksyon sa paglihok magkaatbang.
19. Pangutana: Kon ang anggulo tali sa puwersa ug sa direksyon sa paglihok kay 90 degrees, unsa ang trabaho nga nahimo? Tubag: Ang trabaho nga nahimo kay sero tungod kay ang puwersa walay sangkap sa direksyon sa paglihok.
20. Pangutana: Giunsa paghimo sa usa ka simpleng makina, sama sa pingga, nga mas sayon ang trabaho? Tubag: Ang pingga dili makausab sa kinatibuk-ang trabaho nga nahimo apan makausab sa paagi sa paggamit sa puwersa, nga naghimo sa buluhaton nga mas madumala o episyente.
Ang konsepto sa trabaho ug ang prinsipyo sa mekanikal nga enerhiya mga sukaranan sa pisika ug naghatag ug sukaranang pagsabot kung giunsa ang enerhiya gibalhin ug gibag-o sa lainlaing mga sistema.
