Жумуш-механикалык энергия принциби
Жумуш-кинетикалык энергия теоремасы таза жумуш же таза күч тарабынан аткарылган жумуш кинетикалык энергиянын өзгөрүшүнө барабар деп айтат.
W таза = TO t – TO o = 1⁄2 м(v t 2 – v o 2 )
W таза = Күчтөрдүн эки түрү бар, атап айтканда, консервативдик күч жана консервативдик эмес күч. Ошентип, таза жумуш консервативдик күч тарабынан аткарылган жумуштан жана консервативдик эмес күч тарабынан аткарылган жумуштан турат деп эсептесе болот.
W c + W nc = ΔKE
Консервативдик күчтүн аткарган иши потенциалдык энергиянын терс өзгөрүшүнө барабар:
W c = -ΔPE
– ΔPE + W nc = ΔKE
W nc = ΔPE + ΔKE
Wnc = ΔME
Жогорудагы теңдемеде объектке консервативдик эмес күчтүн жасаган иши объекттин механикалык энергиясынын өзгөрүшүнө барабар экени айтылат. Механикалык энергия = потенциалдык энергия + кинетикалык энергия. Потенциалдык энергия гравитациялык потенциалдык энергия же серпилгичтик потенциалдык энергия түрүндө болушу мүмкүн.
Мисал суроо: Жумуш-механикалык энергия теоремасы
2 кг салмактагы куту башында 10 м/с ылдамдыкта кыймылдайт. Көп өтпөй куту токтойт. Куту менен полдун ортосундагы кинетикалык сүрүлүү коэффициенти 0.2ге барабар. Гравитациялык ылдамдануу 10 м/с2 . Кутунун жылышуусу канча?
Талкуу:
Аныкталган: m = 2 кг, v o = 10 м/с, vt = 0, k = 0.2, w = мг = (1 кг)(10 м/с² ) = 10 кг м/с² = 10 Ньютон,
Суроо берилди: кутучанын жылышуусунун (чоңдугунун) саны
Жумуш-механикалык энергия теоремасы:
W nc = ΔME
W nc = ΔPE + ΔKE
Бийиктик (h) туруктуу бойдон калат же бийиктикте эч кандай өзгөрүү болбойт, ошондуктан гравитациялык потенциалдык энергияда эч кандай өзгөрүү болбойт.
Wnc = ΔKE
Кинетикалык сүрүлүү күчүнүн аткарган иши:
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)
Кинетикалык сүрүлүү күчү терс жумуш аткарат (кинетикалык сүрүлүү күчү объекттин жылышуусуна карама-каршы багытта)
Кинетикалык энергиянын өзгөрүшү:
ΔKE = 1⁄2 m (v t 2 – v o 2 ) = 1⁄2 (2)(0 2 – 10 2 ) = (0 – 100) = – 100
Объекттин жылышы:
W nc = ΔKE
– (4)(лар) = – 100
s = – 100 / – 4 = 25 метр
Жумуш-механикалык энергия принциби боюнча 20 концептуалдык суроо жана жооптор:
1. Суроо: Жумуш-механикалык энергия принциби деген эмне? Жооп: Жумуш-механикалык энергия принциби объектиге жасалган жумуш анын механикалык энергиясынын өзгөрүшүнө барабар экенин айтат.
2. Суроо: Физикада жумуш кандайча аныкталат? Жооп: Жумуш нерсеге колдонулган күч менен анын күч багыты боюнча жылган аралыгынын көбөйтүндүсү катары аныкталат.
3. Суроо: Механикалык энергия эмнеден турат? Жооп: Механикалык энергия объекттин кинетикалык энергиясынан жана потенциалдык энергиясынан турат.
4. Суроо: Консервативдик эмес күчтөр жок болгондо, жабык системанын жалпы механикалык энергиясы жөнүндө эмне айтууга болот? Жооп: Жалпы механикалык энергия туруктуу бойдон калат.
5. Суроо: Консервативдик күчкө мисал келтириңиз. Жооп: Гравитациялык күч консервативдик күчкө мисал боло алат.
6. Суроо: Потенциалдык энергия кинетикалык энергиядан эмнеси менен айырмаланат? Жооп: Потенциалдык энергия - бул жердин үстүндөгү бийиктик сыяктуу абалдан келип чыккан энергия, ал эми кинетикалык энергия кыймылдан келип чыгат.
7. Суроо: Консервативдик күчтүн аткарган иши потенциалдык энергия менен кандай байланышта? Жооп: Консервативдик күчтүн аткарган иши потенциалдык энергиянын терс өзгөрүшүнө барабар.
9. Суроо: Жумуш-механикалык энергия принциби эркин кулаган нерседе потенциалдык энергиянын кинетикалык энергияга айлануусун кандайча түшүндүрөт? Жооп: Нерсе кулаганда, анын потенциалдык энергиясы азаят жана кинетикалык энергиясы эквиваленттүү өлчөмдө көбөйөт, бул жалпы механикалык энергияны туруктуу сактайт.
10. Суроо: Системага сүрүлүү сыяктуу консервативдик эмес күчтөр таасир эткенде, анын механикалык энергиясы эмне болот? Жооп: Механикалык энергия азаят, анткени консервативдик эмес күчтөр энергияны көбүнчө жылуулук катары чачыратат.
11. Суроо: Системанын механикалык энергиясы көбөйүшү мүмкүнбү? Жооп: Ооба, системада тышкы жумуш аткарылганда.
12. Суроо: Жумуш түшүнүгү энергия менен кандай байланышта? Жооп: Жумуш – бул системада энергиянын берилишинин же өзгөртүлүшүнүн каражаты.
13. Суроо: Эгерде объект туруктуу ылдамдыкта кыймылдап жатса, анда ага жасалган жалпы жумуш жөнүндө эмне айтууга болот? Жооп: Ага жасалган жалпы жумуш нөлгө барабар, анткени эч кандай ылдамдануу болбойт.
15. Суроо: Эмне үчүн кысылган пружина потенциалдык энергияга ээ? Жооп: Пружина кысылганда, анын үстүндө жумуш аткарылат, ал потенциалдык энергия катары сакталат. Бул энергия пружина коё берилгенде бөлүнүп чыгышы мүмкүн.
16. Суроо: Жумуш-энергия теоремасы деген эмне? Жооп: Жумуш-энергия теоремасы объектиге жасалган жумуш анын кинетикалык энергиясынын өзгөрүшүнө барабар деп айтат.
17. Суроо: Кубаттуулук жумуш менен кандай байланышта? Жооп: Кубаттуулук – бул жумуштун аткарылуу же энергиянын берилишинин ылдамдыгы. Ал катары эсептелет , мында – жумуш, ал эми – убакыт.
18. Суроо: Жумуштун мааниси терс болушу мүмкүнбү? Жооп: Ооба, күч жана кыймылдын багыты карама-каршы болгондо жумуш терс болот.
19. Суроо: Эгерде күч менен кыймыл багытынын ортосундагы бурч 90 градус болсо, анда канча жумуш аткарылат? Жооп: Аткарылган жумуш нөлгө барабар, анткени күчтүн кыймыл багытында эч кандай компоненти жок.
20. Суроо: Жөнөкөй машина, мисалы, рычаг, ишти кантип жеңилдетет? Жооп: Рычаг аткарылган жалпы жумушту өзгөртпөйт, бирок күчтүн колдонулушун өзгөртөт, бул тапшырманы башкарууну же натыйжалуулукту жеңилдетет.
Жумуш түшүнүгү жана механикалык энергия принциби физикада фундаменталдык мааниге ээ жана ар кандай системаларда энергиянын кантип берилиши жана өзгөрүшү жөнүндө негизги түшүнүк берет.
