Принцип рада и кинетичке енергије

Принцип радно-кинетичке енергије

Ако резултујућа сила делује на објекат, објекат доживљава убрзање (објекат доживљава померање). Када објекат доживљава убрзање, брзина објекта се мења. Другим речима, рад који обавља резултујућа сила повезан је са почетном и коначном брзином објекта.

Рад који константна резултујућа сила врши на објекту је:

W _нето = ΣF s

Њутнов други закон каже да ако на објекат делује резултујућа сила, објекат доживљава убрзање.

W_нето= (ма) с

Ако је резултујућа сила константна, убрзање које објекат доживљава је такође константно. Стога, можемо заменити једначину неуниформног линеарног кретања за убрзање (a) и померање (s).

Принцип кинетичке енергије рада 1

Укључите једначину неравномерног линеарног кретања у једначину рада:

Принцип кинетичке енергије рада 2

Опис: ЕК_t= коначна кинетичка енергија, EK_o = почетна кинетичка енергија, m = маса, v_t= коначна брзина, v_o = почетна брзина

Ова једначина представља теорему о кинетичкој енергији рада. Теорема о кинетичкој енергији рада нас обавештава да је нето рад или рад који изврши нето сила на објекту једнак промени кинетичке енергије објекта. Такође нас обавештава да је кинетичка енергија објекта једнака нето раду потребном да се објекат убрза из стационарног стања у кретање датом брзином и обрнуто.

Пример питања 5: Теорема о кинетичкој енергији рада

Види такође Закон очувања електричних наелектрисања

Аутомобил масе 1000 кг креће се из стационарног стања. У тренутку, брзина се повећава на 10 м/с. Колики је нето рад који обављају мотори аутомобила?

Решење:

Познато: m = 1000 kg, v_o = почетна брзина = 0 m/s (у почетку, аутомобил мирује), v_t = коначна брзина = 10 м/с

Тражи се: Мрежа

W_нето = 1⁄2 м (v_t² - в_o²)

W_нето= 1⁄2 (1000)(10² - КСНУМКС²) = (500)(100 – 0) = (500)(100) = 50,000 џула

1. Шта је принцип рад-кинетичка енергија? Принцип рада и кинетичка енергија каже да је нето рад извршен на објекту једнак промени његове кинетичке енергије. Математички, $W_{n e t} = Δ K E$ , Где $Δ K E$ је коначна кинетичка енергија минус почетна кинетичка енергија.

2. Како је рад повезан са променом брзине објекта? Рад извршен на објекту може променити његову брзину. Конкретно, нето рад извршен на објекту једнак је промени његове кинетичке енергије, а кинетичка енергија је повезана са квадратом брзине. Дакле, ако се на објекту изврши позитиван нето рад, његова брзина (а самим тим и његова кинетичка енергија) се повећава.

3. Шта се дешава са кинетичком енергијом објекта када се на њему изврши негативан рад? Када се на објекту изврши негативан рад, његова кинетичка енергија се смањује. То може довести до успоравања објекта.

Види такође Диелецтриц

4. Како се принцип рада и кинетичке енергије односи на други Њутнов закон? Њутнов други закон описује како сила утиче на кретање објекта, док принцип рада и кинетичка енергија повезује рад који та сила обавља са променом кинетичке енергије. Оба концепта су повезана идејом да силе могу да промене стање кретања и енергију објекта.

5. Да ли кинетичка енергија објекта може бити негативна? Не, кинетичка енергија је увек ненегативна. Дата је формулом $K E = 1 / 2 m v^{2}$ , где је m маса, а v брзина. Пошто су и маса и квадрат брзине позитивни, кинетичка енергија је такође позитивна или нула.

6. Како се принцип рада и кинетичке енергије примењује на објекат који се креће по кружној путањи? За објекат који се креће по кружној путањи константном брзином, његова кинетичка енергија остаје константна јер му је брзина непромењена. Међутим, смер његове брзине се континуирано мења. Ако на објекат делују само центрипеталне силе (као што су сила затезања или гравитациона сила), рад који обављају ове силе је нула јер делују нормално на смер кретања. Дакле, не врши се нето рад и нема промене кинетичке енергије.

7. У одсуству спољашњих сила, како се мења кинетичка енергија објекта? У одсуству спољашњих сила, на објекту се не врши рад, што значи да његова кинетичка енергија остаје константна. Ово је манифестација закона очувања енергије.

Види такође Једначина конвергентних (конвексних) сочива

8. Шта значи када је нето рад извршен на објекту једнак нули? Када је нето рад извршен на објекту једнак нули, то значи да се кинетичка енергија објекта није променила. Објекат би се и даље могао кретати, али његова брзина остаје константна.

9. Да ли објекат може имати кинетичку енергију чак и ако на њему није извршен рад? Да, објекат може имати кинетичку енергију без икаквог рада који се обавља над њим у датом временском оквиру. На пример, објекат који се већ креће у свемиру (далеко од гравитационих тела) задржаће своју кинетичку енергију и наставити да се креће константном брзином, чак и ако на њега не делују спољашње силе.

10. Како рад који обављају неконзервативне силе утиче на кинетичку енергију објекта? Рад који обављају неконзервативне силе може повећати или смањити кинетичку енергију објекта, у зависности од правца и величине силе у односу на кретање објекта. На пример, трење, неконзервативна сила, обично врши негативан рад, чиме се смањује кинетичка енергија објекта.