Prinċipju tax-Xogħol-Enerġija Kinetika
Jekk forza netta taħdem fuq oġġett, l-oġġett jesperjenza aċċelerazzjoni (l-oġġett jesperjenza spostament). Meta l-oġġett jesperjenza aċċelerazzjoni, il-veloċità tal-oġġett tinbidel. Fi kliem ieħor, ix-xogħol magħmul mill-forza netta huwa relatat mal-veloċità inizjali u finali tal-oġġett.
Ix-xogħol li jsir fuq oġġett minn forza netta kostanti huwa:
W nett = ΣF s
It-tieni liġi ta' Newton tgħid li jekk ikun hemm forza netta li taħdem fuq oġġett, l-oġġett jesperjenza aċċelerazzjoni.
W nett = (ma) s
Jekk il-forza netta hija kostanti, l-aċċelerazzjoni esperjenzata mill-oġġett hija kostanti wkoll. Għalhekk, nistgħu nissostitwixxu ekwazzjoni ta' moviment lineari mhux uniformi għall-aċċelerazzjoni (a) u l-ispostament (s).
Inkorpora l-ekwazzjoni tal-moviment lineari mhux uniformi fl-ekwazzjoni tax-xogħol:
Deskrizzjoni: EK t = enerġija kinetika finali, EK o = enerġija kinetika inizjali, m = massa, v t = veloċità finali, v o = veloċità inizjali
Din l-ekwazzjoni tikkostitwixxi t-teorema tax-xogħol-enerġija kinetika. It-teorema tax-xogħol-enerġija kinetika tgħidilna li x-xogħol nett jew ix-xogħol magħmul mill-forza netta fuq oġġett huwa ugwali għall-bidla fl-enerġija kinetika tal-oġġett. Tgħidilna wkoll li l-enerġija kinetika ta' oġġett hija ugwali għax-xogħol nett meħtieġ biex l-oġġett jiġi aċċellerat minn stat stazzjonarju għal dak li jiċċaqlaq b'veloċità partikolari, u viċi versa.
Eżempju ta' mistoqsija 5: Teorema tal-enerġija kinetika tax-xogħol
Karozza b'massa ta' 1000 kg tiċċaqlaq minn stat wieqaf. F'daqqa waħda, il-veloċità tiżdied għal 10 m/s. Kemm hu x-xogħol nett magħmul mill-magni tal-karozza?
Soluzzjoni:
Magħruf: m = 1000 kg, v o = veloċità inizjali = 0 m/s (għall-ewwel, il-karozza tkun wieqfa), v t = veloċità finali = 10 m/s
Meħtieġ: In-netwerk
W nett = 1⁄2 m (v t 2 – v o 2 )
W nett = 1⁄2 (1000)(10² – 0² ) = (500)(100 – 0) = (500)(100) = 50,000 Joules
1. X'inhu l-prinċipju tax-Xogħol-Enerġija Kinetika? Il-prinċipju tax-Xogħol-Enerġija Kinetika jiddikjara li x-xogħol nett magħmul fuq oġġett huwa ugwali għall-bidla fl-enerġija kinetika tiegħu. Matematikament, , fejn hija l-enerġija kinetika finali nieqes l-enerġija kinetika inizjali.
2. X'inhu x-xogħol relatat ma' bidla fil-veloċità ta' oġġett? Ix-xogħol li jsir fuq oġġett jista' jbiddel il-veloċità tiegħu. Speċifikament, ix-xogħol nett li jsir fuq oġġett huwa ugwali għall-bidla fl-enerġija kinetika tiegħu, u l-enerġija kinetika hija relatata mal-kwadru tal-veloċità. Għalhekk, jekk isir xogħol nett pożittiv fuq oġġett, il-veloċità tiegħu (u għalhekk l-enerġija kinetika tiegħu) tiżdied.
3. X'jiġri mill-enerġija kinetika ta' oġġett meta jsir xogħol negattiv fuqu? Meta jsir xogħol negattiv fuq oġġett, l-enerġija kinetika tiegħu tonqos. Dan jista' jirriżulta f'tnaqqis fil-veloċità tal-oġġett.
4. Kif jirrelata l-prinċipju tax-Xogħol-Enerġija Kinetika mat-tieni liġi ta' Newton? It-tieni liġi ta' Newton tiddeskrivi kif forza taffettwa l-moviment ta' oġġett, filwaqt li l-prinċipju tax-Xogħol-Enerġija Kinetika jirrelata x-xogħol magħmul minn dik il-forza mal-bidla fl-enerġija kinetika. Iż-żewġ kunċetti huma marbuta permezz tal-idea li l-forzi jistgħu jibdlu l-istat ta' moviment u l-enerġija ta' oġġett.
5. L-enerġija kinetika ta' oġġett tista' tkun negattiva? Le, l-enerġija kinetika hija dejjem mhux negattiva. Din tingħata bil-formula , fejn m hija l-massa u v hija l-veloċità. Peress li kemm il-massa kif ukoll il-kwadru tal-veloċità huma pożittivi, l-enerġija kinetika hija wkoll pożittiva jew żero.
6. Kif japplika l-prinċipju tax-Xogħol-Enerġija Kinetika għal oġġett li jiċċaqlaq f'mogħdija ċirkolari? Għal oġġett li jiċċaqlaq f'mogħdija ċirkolari b'veloċità kostanti, l-enerġija kinetika tiegħu tibqa' kostanti peress li l-veloċità tiegħu ma tinbidilx. Madankollu, id-direzzjoni tal-veloċità tiegħu tinbidel kontinwament. Jekk forzi ċentripeti biss (bħat-tensjoni jew il-forza gravitazzjonali) jaġixxu fuq l-oġġett, ix-xogħol magħmul minn dawn il-forzi huwa żero peress li jaġixxu perpendikolari għad-direzzjoni tal-moviment. Għalhekk, ma jsir l-ebda xogħol nett, u ma jkun hemm l-ebda bidla fl-enerġija kinetika.
7. Fin-nuqqas ta' forzi esterni, kif tinbidel l-enerġija kinetika ta' oġġett? Fin-nuqqas ta' forzi esterni, ma jsir l-ebda xogħol fuq l-oġġett, li jfisser li l-enerġija kinetika tiegħu tibqa' kostanti. Din hija manifestazzjoni tal-konservazzjoni tal-enerġija.
8. Xi jfisser meta x-xogħol nett li jsir fuq oġġett ikun żero? Meta x-xogħol nett li jsir fuq oġġett ikun żero, ifisser li l-enerġija kinetika tal-oġġett ma nbidlitx. L-oġġett jista' jkun għadu miexi, iżda l-veloċità tiegħu tibqa' kostanti.
9. Jista' oġġett ikollu enerġija kinetika anke jekk ma jkun sar l-ebda xogħol fuqu? Iva, oġġett jista' jkollu enerġija kinetika mingħajr ma jsir l-ebda xogħol fuqu f'perjodu ta' żmien partikolari. Pereżempju, oġġett li diġà jkun miexi fl-ispazju ('il bogħod minn korpi gravitazzjonali) iżomm l-enerġija kinetika tiegħu u jibqa' jiċċaqlaq b'veloċità kostanti, anke jekk l-ebda forza esterna ma taġixxi fuqu.
10. Kif ix-xogħol magħmul minn forzi mhux konservattivi jaffettwa l-enerġija kinetika ta' oġġett? Ix-xogħol magħmul minn forzi mhux konservattivi jista' jżid jew inaqqas l-enerġija kinetika ta' oġġett, skont id-direzzjoni u l-kobor tal-forza relattiva għall-moviment tal-oġġett. Pereżempju, il-frizzjoni, forza mhux konservattiva, ġeneralment tagħmel xogħol negattiv, u b'hekk tnaqqas l-enerġija kinetika ta' oġġett.
