Lan-energia mekanikoaren printzipioa
Lan-energia zinetikoaren teoremak dio indar garbiak edo egindako lana energia zinetikoaren aldaketaren berdina dela.
W garbia = TO t – TO o = 1⁄2 m( v t² – v o² )
W sare = Bi indar mota daude, indar kontserbadorea eta indar ez-kontserbadorea. Beraz, lan garbia indar kontserbadore batek egindako lanak eta indar ez-kontserbadore batek egindako lanak osatzen dutela kontsidera daiteke.
W c + W nc = ΔKE
Indar kontserbadore batek egindako lana energia potentzialaren aldaketa negatiboaren berdina da:
W c = -ΔPE
– ΔPE + W nc = ΔKE
W nc = ΔPE + ΔKE
Wnc = ΔME
Goiko ekuazioak dio objektu bati indar ez-kontserbadore batek egindako lana objektuaren energia mekanikoaren aldaketaren berdina dela. Energia mekanikoa = energia potentziala + energia zinetikoa. Energia potentziala energia potentzial grabitatorioaren edo energia potentzial elastikoaren forma har dezake.
Adibide galdera: Lan-energia mekanikoaren teorema
2 kg-ko kutxa bat hasieran 10 m/s-ko abiaduran mugitzen da. Handik gutxira, kutxa gelditu egiten da. Kutxaren eta zoruaren arteko marruskadura zinetikoaren koefizientea 0.2 da. Grabitazio-azelerazioa 10 m/s 2 da . Zenbatekoa da kutxaren desplazamendua?
Eztabaida:
Identifikatuta: m = 2 kg, v o = 10 m/s, vt = 0, k = 0.2, w = mg = (1 kg)(10 m/s 2 ) = 10 kg m/s 2 = 10 Newton,
Galdera: kutxaren desplazamenduaren zenbatekoa (s)
Lan-energia mekanikoaren teorema:
W nc = ΔME
W nc = ΔPE + ΔKE
Altuera (h) konstante mantentzen da edo ez dago altueran aldaketarik, beraz, ez dago energia potentzial grabitatorioan aldaketarik.
Wnc = ΔKE
Marruskadura-indar zinetikoak egindako lana hau da:
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)
Marruskadura-indar zinetikoak lan negatiboa egiten du (marruskadura-indar zinetikoa objektuaren desplazamenduaren kontrako noranzkoan dago)
Energia zinetikoaren aldaketa:
ΔKE = 1⁄2 m (v t² – v o² ) = 1⁄2 (2)(0² – 10² ) = (0 – 100) = – 100
Objektuaren desplazamendua:
W nc = ΔKE
– (4)(s) = – 100
s = – 100 / – 4 = 25 metro
20 galdera kontzeptual eta erantzun lan-energia mekanikoaren printzipioari buruz:
1. Galdera: Zer da lan-energia mekanikoaren printzipioa? Erantzuna: Lan-energia mekanikoaren printzipioak dio objektu bati egindako lana bere energia mekanikoaren aldaketaren berdina dela.
2. Galdera: Nola definitzen da lana fisikan? Erantzuna: Lana objektu bati aplikatzen zaion indarraren eta indarraren norabidean egiten duen distantziaren biderkadura gisa definitzen da.
3. Galdera: Zer da energia mekanikoa? Erantzuna: Energia mekanikoa objektu baten energia zinetikoaz eta energia potentzialaz osatuta dago.
4. Galdera: Indar ez-kontserbadorerik ezean, zer esan daiteke sistema itxi baten energia mekaniko osoari buruz? Erantzuna: Energia mekaniko osoa konstante mantentzen da.
5. Galdera: Eman indar kontserbadore baten adibide bat. Erantzuna: Grabitazio-indarra indar kontserbadore baten adibide bat da.
6. Galdera: Zertan da desberdina energia potentziala energia zinetikotik? Erantzuna: Energia potentziala posizioari zor zaion energia da, hala nola lurzoruarekiko altuerari, eta energia zinetikoa, berriz, mugimenduari zor zaio.
7. Galdera: Nola erlazionatzen da indar kontserbadore batek egindako lana energia potentzialarekin? Erantzuna: Indar kontserbadore batek egindako lana energia potentzialaren aldaketa negatiboaren berdina da.
9. Galdera: Nola azaltzen du lan-energia mekanikoaren printzipioak erortzen ari den objektu batean energia potentziala energia zinetiko bihurtzea? Erantzuna: Objektu bat erortzen denean, bere energia potentziala gutxitzen da eta bere energia zinetikoa kopuru baliokidean handitzen da, energia mekaniko osoa konstante mantenduz.
10. Galdera: Zer gertatzen zaio sistema baten energia mekanikoari indar ez-kontserbadoreek, marruskadurak adibidez, eragiten diotenean? Erantzuna: Energia mekanikoa gutxitzen da indar ez-kontserbadoreek energia xahutzen dutelako, askotan bero gisa.
11. Galdera: Sistema baten energia mekanikoa handitu al daiteke? Erantzuna: Bai, sisteman kanpoko lana egiten denean.
12. Galdera: Nola erlazionatzen da lanaren kontzeptua energiarekin? Erantzuna: Lana energia sistema batean transferitzeko edo eraldatzeko modua da.
13. Galdera: Objektu bat abiadura konstantean mugitzen bada, zer esan daiteke haren gainean egindako lan garbiari buruz? Erantzuna: Haren gainean egindako lan garbia zero da, ez baita azeleraziorik gertatzen.
15. Galdera: Zergatik du konprimitutako malguki batek energia potentziala? Erantzuna: Malguki bat konprimitzen denean, lana egiten da haren gainean, eta lana energia potentzial gisa gordetzen da. Energia hori askatu daiteke malgukia askatzen denean.
16. Galdera: Zer da lan-energia teorema? Erantzuna: Lan-energia teoremak dio objektu batean egindako lana bere energia zinetikoaren aldaketaren berdina dela.
17. Galdera: Nola erlazionatzen da potentzia lana? Erantzuna: Potentzia lana egiten den edo energia transferitzen den abiadura da. Honela kalkulatzen da: , non lana den eta denbora.
18. Galdera: Lanak balio negatiboa izan al dezake? Erantzuna: Bai, lana negatiboa da indarra eta mugimenduaren noranzkoa kontrakoak direnean.
19. Galdera: Indarraren eta mugimenduaren norabidearen arteko angelua 90 gradukoa bada, zein da egindako lana? Erantzuna: Egindako lana zero da, indarrak ez baitu mugimenduaren norabidean osagairik.
20. Galdera: Nola errazten du lana palanka bezalako makina sinple batek? Erantzuna: Palankak ez du aldatzen egindako lan osoa, baina indarra aplikatzeko modua aldatzen du, zeregina kudeagarriagoa edo eraginkorragoa bihurtuz.
Lanaren kontzeptua eta energia mekanikoaren printzipioa funtsezkoak dira fisikan eta oinarrizko ulermena ematen dute energia nola transferitzen eta eraldatzen den hainbat sistematan.
