Prinsipyo ng enerhiyang mekanikal sa trabaho
Ang teorama ng work-kinetic energy ay nagsasaad na ang netong trabaho o ang gawaing ginagawa ng netong puwersa ay katumbas ng pagbabago sa kinetic energy.
W net = TO t – TO o = 1⁄2 m(v t 2 – v o 2 )
W net = Mayroong dalawang uri ng puwersa, ang konserbatibong puwersa, at ang di-konserbatibong puwersa. Samakatuwid, ang netong gawain ay maaaring ituring na binubuo ng gawaing ginagawa ng isang konserbatibong puwersa at ng gawaing ginagawa ng isang di-konserbatibong puwersa.
W c + W nc = ΔKE
Ang gawaing ginagawa ng isang konserbatibong puwersa ay katumbas ng negatibong pagbabago sa potensyal na enerhiya:
Wc = -ΔPE
– ΔPE + W nc = ΔKE
W nc = ΔPE + ΔKE
Wnc = ΔME
Ang ekwasyon sa itaas ay nagsasaad na ang gawaing ginagawa ng isang di-konserbatibong puwersa sa isang bagay ay katumbas ng pagbabago sa mekanikal na enerhiya ng bagay. Enerhiya mekanikal = potensyal na enerhiya + kinetic na enerhiya. Ang potensyal na enerhiya ay maaaring nasa anyo ng potensyal na enerhiya ng grabidad o elastikong potensyal na enerhiya.
Halimbawang tanong: Ang teorama ng work-mechanical energy
Ang isang kahon na may bigat na 2 kg ay unang gumagalaw sa bilis na 10 m/s. Maya-maya, huminto ang kahon. Ang coefficient of kinetic friction sa pagitan ng kahon at ng sahig ay 0.2. Ang gravitational acceleration ay 10 m/s² . Magkano ang displacement ng kahon?
Usapan:
Natukoy: m = 2 kg, v = 10 m/s, vt = 0, k = 0.2, w = mg = (1 kg)(10 m/s² ) = 10 kg m/s² = 10 Newton,
Tinanong: ang dami ng displacement (s) ng kahon
Ang teorama ng trabaho-enerhiya mekanikal:
W nc = ΔME
W nc = ΔPE + ΔKE
Ang taas (h) ay nananatiling pare-pareho o walang pagbabago sa taas, kaya walang pagbabago sa enerhiyang potensyal ng grabidad.
Wnc = ΔKE
Ang gawaing ginagawa ng kinetic frictional force ay:
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)
Ang kinetic frictional force ay gumagawa ng negatibong gawain (ang kinetic frictional force ay nasa kabaligtaran ng direksyon mula sa displacement ng bagay)
Pagbabago sa kinetikong enerhiya:
ΔKE = 1⁄2 m ( vt₂ – v₂o₂ ) = 1⁄2 (2)(0₂ – 10₂ ) = (0₂ – 100 ) = – 100
Paglipat ng bagay:
W nc = ΔKE
– (4)(s) = – 100
s = – 100 / – 4 = 25 metro
20 konseptwal na tanong at sagot tungkol sa prinsipyo ng trabaho-enerhiya mekanikal:
1. Tanong: Ano ang prinsipyo ng work-mechanical energy? Sagot: Ang prinsipyo ng work-mechanical energy ay nagsasaad na ang gawaing ginagawa sa isang bagay ay katumbas ng pagbabago sa mechanical energy nito.
2. Tanong: Paano binibigyang kahulugan ang trabaho sa pisika? Sagot: Ang trabaho ay binibigyang kahulugan bilang produkto ng puwersang inilapat sa isang bagay at ang distansya ng paggalaw nito sa direksyon ng puwersa
3. Tanong: Ano ang bumubuo sa enerhiyang mekanikal? Sagot: Ang enerhiyang mekanikal ay binubuo ng kinetic energy at potential energy ng isang bagay.
4. Tanong: Sa kawalan ng mga puwersang hindi konserbatibo, ano ang masasabi tungkol sa kabuuang enerhiyang mekanikal ng isang saradong sistema? Sagot: Ang kabuuang enerhiyang mekanikal ay nananatiling pare-pareho.
5. Tanong: Magbigay ng halimbawa ng isang konserbatibong puwersa. Sagot: Ang puwersa ng grabidad ay isang halimbawa ng isang konserbatibong puwersa.
6. Tanong: Paano naiiba ang potensyal na enerhiya sa kinetic na enerhiya? Sagot: Ang potensyal na enerhiya ay ang enerhiyang dulot ng posisyon, tulad ng taas mula sa lupa, habang ang kinetic na enerhiya ay dahil sa galaw.
7. Tanong: Paano nauugnay ang gawaing ginagawa ng isang konserbatibong puwersa sa potensyal na enerhiya? Sagot: Ang gawaing ginagawa ng isang konserbatibong puwersa ay katumbas ng negatibong pagbabago sa potensyal na enerhiya.
9. Tanong: Paano ipinaliliwanag ng prinsipyo ng work-mechanical energy ang pagbabago ng potensyal na enerhiya tungo sa kinetic energy sa isang bagay na malayang bumabagsak? Sagot: Habang nahuhulog ang isang bagay, ang potensyal na enerhiya nito ay bumababa at ang kinetic energy nito ay tumataas ng katumbas na halaga, na pinapanatili ang kabuuang mekanikal na enerhiya na hindi nagbabago.
10. Tanong: Ano ang nangyayari sa mekanikal na enerhiya ng isang sistema kapag ang mga puwersang hindi konserbatibo, tulad ng friction, ay kumikilos dito? Sagot: Bumababa ang mekanikal na enerhiya dahil ang mga puwersang hindi konserbatibo ay nagpapakalat ng enerhiya, kadalasan bilang init.
11. Tanong: Maaari bang tumaas ang mekanikal na enerhiya ng isang sistema? Sagot: Oo, kapag ang panlabas na gawain ay ginagawa sa sistema.
12. Tanong: Paano nauugnay ang konsepto ng trabaho sa enerhiya? Sagot: Ang trabaho ay ang paraan kung saan inililipat o binabago ang enerhiya sa isang sistema.
13. Tanong: Kung ang isang bagay ay gumagalaw sa isang pare-parehong bilis, ano ang masasabi tungkol sa net work na ginagawa dito? Sagot: Ang net work na ginagawa dito ay zero dahil walang acceleration na nangyayari.
15. Tanong: Bakit may potensyal na enerhiya ang isang naka-compress na spring? Sagot: Kapag ang isang spring ay naka-compress, may ginagawa ritong trabaho, na iniimbak bilang potensyal na enerhiya. Ang enerhiyang ito ay maaaring ilabas kapag ang spring ay binitawan.
16. Tanong: Ano ang teorama ng work-energy? Sagot: Ang teorama ng work-energy ay nagsasaad na ang gawaing ginagawa sa isang bagay ay katumbas ng pagbabago sa kinetic energy nito.
17. Tanong: Paano nauugnay ang kapangyarihan sa trabaho? Sagot: Ang kapangyarihan ay ang bilis ng paggawa ng trabaho o paglilipat ng enerhiya. Ito ay kinakalkula bilang , kung saan ay trabaho at ay oras.
18. Tanong: Maaari bang magkaroon ng negatibong halaga ang trabaho? Sagot: Oo, negatibo ang trabaho kapag ang puwersa at direksyon ng galaw ay magkasalungat.
19. Tanong: Kung ang anggulo sa pagitan ng puwersa at direksyon ng galaw ay 90 digri, ano ang gawaing nagawa? Sagot: Ang gawaing nagawa ay sero dahil ang puwersa ay walang bahagi sa direksyon ng galaw.
20. Tanong: Paano pinapadali ng isang simpleng makina, tulad ng pingga, ang trabaho? Sagot: Hindi binabago ng pingga ang kabuuang gawaing nagawa ngunit binabago nito ang paraan ng paglalapat ng puwersa, na ginagawang mas madaling pamahalaan o mahusay ang gawain.
Ang konsepto ng trabaho at ang prinsipyo ng enerhiyang mekanikal ay pundamental sa pisika at nagbibigay ng pangunahing pag-unawa kung paano inililipat at binabago ang enerhiya sa iba't ibang sistema.
