Prinsipyo ng Enerhiya ng Trabaho-Kinetiko
Kung ang netong puwersa ay gumagana sa isang bagay, ang bagay ay nakakaranas ng acceleration (ang bagay ay nakakaranas ng displacement). Kapag ang bagay ay nakakaranas ng acceleration, ang bilis ng bagay ay nagbabago. Sa madaling salita, ang gawaing ginagawa ng netong puwersa ay nauugnay sa paunang at pangwakas na bilis ng bagay.
Ang gawaing ginagawa sa isang bagay sa pamamagitan ng patuloy na netong puwersa ay:
W net = ΣF s
Nakasaad sa ikalawang batas ni Newton na kung mayroong netong puwersa na gumagana sa isang bagay, ang bagay ay makakaranas ng acceleration.
W net = (ma) s
Kung ang netong puwersa ay pare-pareho, ang akselerasyon na nararanasan ng bagay ay pare-pareho rin. Samakatuwid, maaari nating palitan ang akselerasyon (a) at displacement (s) ng isang hindi pare-parehong linear motion equation.
Isama ang di-pare-parehong linear na equation ng galaw sa work equation:
Paglalarawan: EK t = panghuling kinetikong enerhiya, EK o = paunang kinetikong enerhiya, m = masa, v t = panghuling bilis, v o = paunang bilis
Ang ekwasyong ito ang bumubuo sa work-kinetic energy theorem. Ipinapaalam sa atin ng work-kinetic energy theorem na ang net work o ang gawaing ginagawa ng netong puwersa sa isang bagay ay katumbas ng pagbabago sa kinetic energy ng bagay. Ipinapaalam din nito sa atin na ang kinetic energy ng isang bagay ay katumbas ng net work na kinakailangan upang mapabilis ang bagay mula sa isang nakatigil na estado patungo sa paggalaw sa isang ibinigay na bilis, at vice versa.
Halimbawang tanong 5: Teorema ng work-kinetic energy
Isang kotse na may masa na 1000 kg ang gumagalaw mula sa isang hindi gumagalaw na estado. Sa isang iglap, ang bilis ay tataas sa 10 m/s. Magkano ang net work na ginagawa ng mga makina ng kotse?
solusyon:
Alam: m = 1000 kg, v o = paunang bilis = 0 m/s (sa una, ang sasakyan ay nakatigil), v t = pangwakas na bilis = 10 m/s
Hinahanap: Ang network
W net = 1⁄2 m (v t 2 – v o 2 )
W neto = 1⁄2 (1000)(10 2 – 0 2 ) = (500)(100 – 0) = (500)(100) = 50,000 Joules
1. Ano ang prinsipyo ng Work-Kinetic Energy? Ang prinsipyo ng Work-Kinetic Energy ay nagsasaad na ang netong trabahong nagawa sa isang bagay ay katumbas ng pagbabago sa kinetic energy nito. Sa matematika, , kung saan ang ay ang panghuling kinetic energy na binawasan ng inisyal na kinetic energy.
2. Paano nauugnay ang trabaho sa pagbabago sa bilis ng isang bagay? Ang trabahong ginawa sa isang bagay ay maaaring magpabago sa bilis nito. Sa partikular, ang netong trabahong ginawa sa isang bagay ay katumbas ng pagbabago sa kinetic energy nito, at ang kinetic energy ay nauugnay sa parisukat ng bilis. Kaya, kung ang positibong netong trabaho ay ginawa sa isang bagay, ang bilis nito (at samakatuwid ang kinetic energy nito) ay tataas.
3. Ano ang nangyayari sa kinetic energy ng isang bagay kapag ang negatibong gawain ay ginawa dito? Kapag ang negatibong gawain ay ginawa sa isang bagay, ang kinetic energy nito ay bumababa. Maaari itong magresulta sa pagbagal ng bagay.
4. Paano nauugnay ang prinsipyo ng Work-Kinetic Energy sa ikalawang batas ni Newton? Inilalarawan ng ikalawang batas ni Newton kung paano nakakaapekto ang isang puwersa sa galaw ng isang bagay, habang iniuugnay naman ng prinsipyo ng Work-Kinetic Energy ang gawaing ginagawa ng puwersang iyon sa pagbabago sa kinetic energy. Ang parehong konsepto ay magkaugnay sa pamamagitan ng ideya na maaaring baguhin ng mga puwersa ang estado ng galaw at enerhiya ng isang bagay.
5. Maaari bang maging negatibo ang kinetic energy ng isang bagay? Hindi, ang kinetic energy ay palaging hindi negatibo. Ito ay ibinibigay ng pormulang , kung saan ang m ay masa at ang v ay bilis. Dahil parehong positibo ang masa at ang parisukat ng bilis, ang kinetic energy ay positibo rin o sero.
6. Paano naaangkop ang prinsipyo ng Work-Kinetic Energy sa isang bagay na gumagalaw sa isang pabilog na landas? Para sa isang bagay na gumagalaw sa isang pabilog na landas sa pare-parehong bilis, ang kinetic energy nito ay nananatiling pare-pareho dahil ang bilis nito ay hindi nagbabago. Gayunpaman, ang direksyon ng bilis nito ay patuloy na nagbabago. Kung ang mga centripetal na puwersa lamang (tulad ng tension o gravitational force) ang kumikilos sa bagay, ang gawaing ginagawa ng mga puwersang ito ay zero dahil kumikilos ang mga ito nang patayo sa direksyon ng paggalaw. Kaya, walang net work na ginagawa, at walang pagbabago sa kinetic energy.
7. Sa kawalan ng mga panlabas na puwersa, paano nagbabago ang kinetic energy ng isang bagay? Sa kawalan ng mga panlabas na puwersa, walang gawaing ginagawa sa bagay, na nangangahulugang ang kinetic energy nito ay nananatiling pare-pareho. Ito ay isang manipestasyon ng konserbasyon ng enerhiya.
8. Ano ang ibig sabihin kapag ang net work na ginawa sa isang bagay ay sero? Kapag ang net work na ginawa sa isang bagay ay sero, nangangahulugan ito na ang kinetic energy ng bagay ay hindi nagbago. Maaaring gumagalaw pa rin ang bagay, ngunit ang bilis nito ay nananatiling pare-pareho.
9. Maaari bang magkaroon ng kinetic energy ang isang bagay kahit walang gawaing nagawa dito? Oo, maaaring magkaroon ng kinetic energy ang isang bagay nang walang anumang gawaing ginagawa dito sa loob ng isang takdang panahon. Halimbawa, ang isang bagay na gumagalaw na sa kalawakan (malayo sa mga gravitational bodies) ay mananatili sa kinetic energy nito at patuloy na gumagalaw sa isang pare-parehong bilis, kahit na walang panlabas na puwersa ang kumikilos dito.
10. Paano nakakaapekto ang gawaing ginagawa ng mga di-konserbatibong puwersa sa kinetikong enerhiya ng isang bagay? Ang gawaing ginagawa ng mga di-konserbatibong puwersa ay maaaring magpataas o magbawas sa kinetikong enerhiya ng isang bagay, depende sa direksyon at magnitude ng puwersa kaugnay ng galaw ng bagay. Halimbawa, ang friction, isang di-konserbatibong puwersa, ay karaniwang gumagawa ng negatibong gawain, sa gayon ay binabawasan ang kinetikong enerhiya ng isang bagay.
