Prinsipe fan wurk-meganyske enerzjy
De stelling oer arbeid-kinetyske enerzjy stelt dat it netto wurk of it wurk dien troch de netto krêft gelyk is oan de feroaring yn kinetyske enerzjy.
W net = TO t – TO o = 1⁄2 m( v t² – v o² )
W netto = Der binne twa soarten krêften, nammentlik konservative krêft en net-konservative krêft. Sa kin netto wurk beskôge wurde as besteande út it wurk dien troch in konservative krêft en it wurk dien troch in net-konservative krêft.
W c + W nc = ΔKE
It wurk dien troch in konservative krêft is gelyk oan de negative feroaring yn potinsjele enerzjy:
W c = -ΔPE
– ΔPE + W nc = ΔKE
W nc = ΔPE + ΔKE
Wnc = ΔME
De boppesteande fergeliking stelt dat it wurk dat in net-konservative krêft op in objekt docht gelyk is oan de feroaring yn 'e meganyske enerzjy fan it objekt. Mechanyske enerzjy = potinsjele enerzjy + kinetyske enerzjy. Potinsjele enerzjy kin de foarm oannimme fan gravitasjonele potinsjele enerzjy of elastyske potinsjele enerzjy.
Foarbyldfraach: De stelling oer arbeid-meganyske enerzjy
In doaze fan 2 kg beweecht yn earste ynstânsje mei in snelheid fan 10 m/s. Koart dêrnei stoppet de doaze. De koëffisjint fan kinetische wriuwing tusken de doaze en de flier is 0.2. De swiertekrêftfersnelling is 10 m/s² . Hoefolle is de ferpleatsing fan 'e doaze?
Diskusje:
Identifisearre: m = 2 kg, v o = 10 m/s, vt = 0, k = 0.2, w = mg = (1 kg)(10 m/s² ) = 10 kg m/s² = 10 Newton,
Fraach: de hoemannichte ferpleatsing fan 'e doaze (s)
De stelling oer arbeid-meganyske enerzjy:
W nc = ΔME
W nc = ΔPE + ΔKE
De hichte (h) bliuwt konstant of der is gjin feroaring yn 'e hichte, dus der is gjin feroaring yn 'e gravitasjonele potinsjele enerzjy.
Wnc = ΔKE
It wurk dat dien wurdt troch de kinetische wriuwingskrêft is:
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)
De kinetische wriuwingskrêft docht negatyf wurk (de kinetische wriuwingskrêft is yn 'e tsjinoerstelde rjochting fan' e ferpleatsing fan it objekt)
Feroaring yn 'e kinetyske enerzjy:
ΔKE = 1⁄2 m (v t 2 – v o 2 ) = 1⁄2 (2)(0 2 – 10 2 ) = (0 – 100) = – 100
Ferpleatsing fan objekt:
W nc = ΔKE
– (4)(s) = – 100
s = – 100 / – 4 = 25 meter
20 konseptuele fragen en antwurden oer it prinsipe fan arbeid-mechanyske enerzjy:
1. Fraach: Wat is it prinsipe fan arbeid-mechanyske enerzjy? Antwurd: It prinsipe fan arbeid-mechanyske enerzjy stelt dat it wurk dat oan in objekt dien wurdt gelyk is oan de feroaring yn syn meganyske enerzjy.
2. Fraach: Hoe wurdt arbeid definiearre yn 'e natuerkunde? Antwurd: Arbeid wurdt definiearre as it produkt fan 'e krêft dy't op in objekt útoefene wurdt en de ôfstân dy't it beweecht yn 'e rjochting fan 'e krêft.
3. Fraach: Wat is meganyske enerzjy? Antwurd: Mechanyske enerzjy bestiet út de kinetyske enerzjy en potinsjele enerzjy fan in objekt.
4. Fraach: Wat kin sein wurde oer de totale meganyske enerzjy fan in sletten systeem yn 'e ôfwêzigens fan net-konservative krêften? Antwurd: De totale meganyske enerzjy bliuwt konstant.
5. Fraach: Jou in foarbyld fan in konservative krêft. Antwurd: Gravitaasjekrêft is in foarbyld fan in konservative krêft.
6. Fraach: Hoe ferskilt potinsjele enerzjy fan kinetyske enerzjy? Antwurd: Potinsjele enerzjy is de enerzjy dy't ûntstiet troch posysje, lykas hichte boppe de grûn, wylst kinetyske enerzjy ûntstiet troch beweging.
7. Fraach: Hoe ferhâldt it wurk dien troch in konservative krêft him ta potinsjele enerzjy? Antwurd: It wurk dien troch in konservative krêft is gelyk oan de negative feroaring yn potinsjele enerzjy.
9. Fraach: Hoe ferklearret it prinsipe fan arbeid-mechanyske enerzjy de omsetting fan potinsjele enerzjy nei kinetyske enerzjy yn in frijfallend objekt? Antwurd: As in objekt falt, nimt syn potinsjele enerzjy ôf en syn kinetyske enerzjy nimt ta mei in lykweardige hoemannichte, wêrtroch't de totale meganyske enerzjy konstant bliuwt.
10. Fraach: Wat bart der mei de meganyske enerzjy fan in systeem as net-konservative krêften, lykas wriuwing, derop ynwurkje? Antwurd: De meganyske enerzjy nimt ôf om't net-konservative krêften enerzjy ferspriede, faak as waarmte.
11. Fraach: Kin de meganyske enerzjy fan in systeem tanimme? Antwurd: Ja, as der ekstern wurk oan it systeem dien wurdt.
12. Fraach: Hoe is it konsept fan arbeid relatearre oan enerzjy? Antwurd: Arbeid is it middel wêrmei't enerzjy oerdroegen of transformearre wurdt yn in systeem.
13. Fraach: As in objekt mei in konstante snelheid beweecht, wat kin der dan sein wurde oer it netto wurk dat deroan dien wurdt? Antwurd: It netto wurk dat deroan dien wurdt is nul, om't der gjin fersnelling plakfynt.
15. Fraach: Wêrom hat in yndrukte fear potinsjele enerzjy? Antwurd: As in fear yndrukt wurdt, wurdt der wurk oan dien, dat opslein wurdt as potinsjele enerzjy. Dizze enerzjy kin frijkomme as de fear loslitten wurdt.
16. Fraach: Wat is de arbeid-enerzjystelling? Antwurd: De arbeid-enerzjystelling stelt dat it wurk dat oan in objekt dien wurdt gelyk is oan de feroaring yn syn kinetyske enerzjy.
17. Fraach: Hoe is krêft relatearre oan arbeid? Antwurd: Krêft is de snelheid wêrmei't arbeid dien wurdt of enerzjy oerdroegen wurdt. It wurdt berekkene as , wêrby't arbeid is en tiid.
18. Fraach: Kin arbeid in negative wearde hawwe? Antwurd: Ja, arbeid is negatyf as de krêft en de rjochting fan beweging tsjinoersteld binne.
19. Fraach: As de hoeke tusken de krêft en de rjochting fan beweging 90 graden is, wat is dan it dien wurk? Antwurd: It dien wurk is nul, om't de krêft gjin komponint hat yn 'e rjochting fan beweging.
20. Fraach: Hoe makket in ienfâldige masine, lykas in hendel, it wurk makliker? Antwurd: In hendel feroaret it totale wurk dat dien wurdt net, mar feroaret de manier wêrop de krêft tapast wurdt, wêrtroch't de taak behearsberder of effisjinter wurdt.
It konsept fan arbeid en it prinsipe fan meganyske enerzjy binne fûneminteel yn 'e natuerkunde en jouwe in fûneminteel begryp fan hoe't enerzjy wurdt oerdroegen en transformearre yn ferskate systemen.
