Принсипи энергияи кинетикӣ дар кор

Агар қувваи холис ба ягон объект таъсир расонад, он шитобро аз сар мегузаронад (объект ҷойивазкуниро аз сар мегузаронад). Вақте ки объект шитобро аз сар мегузаронад, суръати он тағйир меёбад. Ба ибораи дигар, кори анҷомдодашуда аз ҷониби қувваи холис ба суръати ибтидоӣ ва ниҳоии объект алоқаманд аст.

Коре, ки бо қувваи софи доимӣ дар болои объект анҷом дода мешавад, чунин аст:

W _холис = ΣF s

Қонуни дуюми Нютон мегӯяд, ки агар қувваи холис ба объект таъсир расонад, он шитобро аз сар мегузаронад.

В _холис = (ма) с

Агар қувваи холис доимӣ бошад, шитобе, ки объект аз сар мегузаронад, низ доимӣ аст. Аз ин рӯ, мо метавонем шитоб (а) ва ҷойивазкунӣ (с)-ро бо муодилаи ҳаракати хаттии ғайримутаносиб иваз кунем.

Принсипи энергияи кинетикии корӣ 1

Муодилаи ҳаракати хаттии ғайримутаносибро ба муодилаи корӣ дохил кунед:

Принсипи энергияи кинетикии корӣ 2

Тавсиф: EK _t = энергияи кинетикии ниҳоӣ, EK _o = энергияи кинетикии ибтидоӣ, m = масса, v _t = суръати ниҳоӣ, v _o = суръати ибтидоӣ

Ин муодила теоремаи энергияи кинетикии корро ташкил медиҳад. Теоремаи энергияи кинетикии кор ба мо хабар медиҳад, ки кори холис ё кори аз ҷониби қувваи холис ба объект анҷомдодашуда ба тағирёбии энергияи кинетикии объект баробар аст. Он инчунин ба мо хабар медиҳад, ки энергияи кинетикии объект ба кори холиси лозим барои суръат бахшидан ба объект аз ҳолати статсионарӣ ба ҳаракат бо суръати муайян ва баръакс баробар аст.

Намунаи саволи 5: Теоремаи энергияи кинетикӣ дар кор

ҳамчунин нигаред Муҳаррики гармии Карно ва давраи Карно

Мошини дорои массаи 1000 кг аз ҳолати беқарор ҳаракат мекунад. Дар як лаҳза суръат то 10 м/с меафзояд. Кори холиси муҳаррикҳои мошин чӣ қадар аст?

Ҳал:

Маълум: m = 1000 кг, v _o = суръати ибтидоӣ = 0 м/с (дар аввал, мошин дар ҳолати оромӣ аст), v _t = суръати ниҳоӣ = 10 м/с

Дархост: Шабака

W _холис = 1⁄2 м (v _t² – v _o² )

В _холис = 1⁄2 (1000)(10 ² – 0 ² ) = (500)(100 – 0) = (500)(100) = 50,000 Ҷоул

1. Принсипи энергияи кинетикӣ чист? Принсипи энергияи кинетикӣ мегӯяд, ки кори холис дар як объект ба тағйирёбии энергияи кинетикӣ баробар аст. Аз ҷиҳати математикӣ, $W_{n e t} = Δ K E$ , ки дар он $Δ K E$ энергияи кинетикӣ ниҳоӣ аз энергияи кинетикӣ тарҳ карда мешавад.

2. Чӣ тавр кор бо тағйирёбии суръати объект алоқаманд аст? Коре, ки бо объект анҷом дода мешавад, метавонад суръати онро тағйир диҳад. Хусусан, кори холиси анҷомдодашуда бо объект ба тағйирёбии энергияи кинетикии он баробар аст ва энергияи кинетикӣ бо квадрати суръат алоқаманд аст. Ҳамин тариқ, агар кори холиси мусбат бо объект анҷом дода шавад, суръати он (ва аз ин рӯ энергияи кинетикии он) меафзояд.

3. Ҳангоми иҷрои кори манфӣ ба объект бо энергияи кинетикии он чӣ мешавад? Вақте ки дар объект кори манфӣ анҷом дода мешавад, энергияи кинетикии он кам мешавад. Ин метавонад боиси суст шудани суръати объект гардад.

ҳамчунин нигаред Энергияи дохилии гази идеалӣ

4. Принсипи энергияи кинетикӣ чӣ гуна бо қонуни дуюми Нютон алоқаманд аст? Қонуни дуюми Нютон тавсиф мекунад, ки чӣ гуна қувва ба ҳаракати объект таъсир мерасонад, дар ҳоле ки принсипи энергияи кинетикӣ кори анҷомдодаи ин қувваро бо тағирёбии энергияи кинетикӣ алоқаманд мекунад. Ҳарду мафҳум тавассути идеяи он ки қувваҳо метавонанд ҳолати ҳаракат ва энергияи объектро тағйир диҳанд, бо ҳам алоқаманданд.

$^{5. Оё энергияи кинетикии}$ объект метавонад манфӣ бошад? $Не$ , энергияи кинетикӣ ҳамеша ғайриманфӣ аст. Он бо формулаи $KE = 1/2 mv2 дода мешавад, ки дар он m масса ва v суръат аст. Азбаски ҳам масса ва ҳам$ квадрати суръат мусбатанд, энергияи кинетикӣ низ мусбат ё сифр аст.

6. Принсипи энергияи корӣ-кинетикӣ чӣ гуна ба объекте, ки дар масири даврашакл ҳаракат мекунад, татбиқ мешавад? Барои объекте, ки дар масири даврашакл бо суръати доимӣ ҳаракат мекунад, энергияи кинетикии он доимӣ боқӣ мемонад, зеро суръати он бетағйир аст. Аммо, самти суръати он пайваста тағйир меёбад. Агар танҳо қувваҳои марказгурез (ба монанди шиддат ё қувваи ҷозиба) ба объект таъсир расонанд, кори ин қувваҳо сифр аст, зеро онҳо ба самти ҳаракат амудӣ амал мекунанд. Ҳамин тариқ, ягон кори холис анҷом дода намешавад ва дар энергияи кинетикӣ ягон тағйирот ба амал намеояд.

7. Дар сурати набудани қувваҳои беруна, энергияи кинетикии объект чӣ гуна тағйир меёбад? Дар сурати набудани қувваҳои беруна, дар болои объект ягон кор анҷом дода намешавад, ки ин маънои онро дорад, ки энергияи кинетикии он доимӣ мемонад. Ин зуҳуроти нигоҳдории энергия аст.

ҳамчунин нигаред Теоремаи тақсимоти баробаркунии энергия

8. Вақте ки кори холиси анҷомдодашуда бо ашё сифр аст, ин чӣ маъно дорад? Вақте ки кори холиси анҷомдодашуда бо ашё сифр аст, ин маънои онро дорад, ки энергияи кинетикии ашё тағйир наёфтааст. Ҷисм метавонад ҳоло ҳам ҳаракат кунад, аммо суръати он доимӣ боқӣ мемонад.

9. Оё объект метавонад энергияи кинетикӣ дошта бошад, ҳатто агар дар он ягон кор анҷом дода нашуда бошад? Бале, объект метавонад энергияи кинетикӣ дошта бошад, бе он ки дар муддати муайян ягон кор анҷом дода шавад. Масалан, объекте, ки аллакай дар фазои кайҳонӣ (дур аз ҷисмҳои ҷозиба) ҳаракат мекунад, энергияи кинетикӣ худро нигоҳ медорад ва бо суръати доимӣ ҳаракат мекунад, ҳатто агар ягон қувваи беруна ба он таъсир нарасонад.

10. Кори анҷомдодашудаи қувваҳои ғайриконсервативӣ ба энергияи кинетикии объект чӣ гуна таъсир мерасонад? Кори анҷомдодашудаи қувваҳои ғайриконсервативӣ метавонад энергияи кинетикии объектро вобаста ба самт ва бузургии қувва нисбат ба ҳаракати объект зиёд ё кам кунад. Масалан, соиш, як қувваи ғайриконсервативӣ, одатан кори манфӣ иҷро мекунад ва бо ин энергияи кинетикии объектро кам мекунад.