Ish-Kinetik energiya printsipi

Agar umumiy kuch jismga ta'sir qilsa, jism tezlanishni boshdan kechiradi (jism siljishni boshdan kechiradi). Jism tezlanishni boshdan kechirganda, jismning tezligi o'zgaradi. Boshqacha qilib aytganda, umumiy kuch tomonidan bajarilgan ish jismning boshlang'ich va oxirgi tezligi bilan bog'liq.

Jism ustida doimiy sof kuch bilan bajarilgan ish quyidagicha:

W _aniq = ΣF s

Nyutonning ikkinchi qonunida aytilishicha, agar jismga ta'sir qiluvchi sof kuch bo'lsa, u holda jism tezlanishni boshdan kechiradi.

W_to'r= (ma) s

Agar umumiy kuch doimiy bo'lsa, jism tomonidan boshdan kechiriladigan tezlanish ham doimiy bo'ladi. Shuning uchun, tezlanish (a) va siljish (s) o'rniga notekis chiziqli harakat tenglamasini qo'llashimiz mumkin.

Ish-Kinetik energiya printsipi 1

Notekis chiziqli harakat tenglamasini ish tenglamasiga kiriting:

Ish-Kinetik energiya printsipi 2

Tavsif: EK_t= yakuniy kinetik energiya, EK_o = boshlang'ich kinetik energiya, m = massa, v_t= yakuniy tezlik, v_o = boshlang'ich tezlik

Bu tenglama ish-kinetik energiya teoremasini tashkil qiladi. Ish-kinetik energiya teoremasi bizga sof ish yoki sof kuch tomonidan jismga bajarilgan ish jismning kinetik energiyasining o'zgarishiga teng ekanligini ma'lum qiladi. Shuningdek, u bizga jismning kinetik energiyasi jismni statsionar holatdan ma'lum tezlikda harakatlanishga tezlashtirish uchun zarur bo'lgan sof ishga teng ekanligini va aksincha ekanligini ma'lum qiladi.

5-misol savol: Ish-kinetik energiya teoremasi

Shuningdek qarang Elektr zaryadlarining saqlanish qonuni

Massasi 1000 kg bo'lgan avtomobil harakatsiz holatdan harakatlanadi. Bir zumda tezlik 10 m/s gacha ko'tariladi. Avtomobil dvigatellari qancha sof ish bajaradi?

yechim:

Ma'lumki: m = 1000 kg, v_o = boshlang'ich tezlik = 0 m/s (dastlab mashina tinch holatda), v_t = yakuniy tezlik = 10 m/s

Qidiruv: Tarmoq

W_to'r = 1⁄2 m (v)_t² - v_o²)

W_to'r= 1⁄2 (1000)(10² - 0²) = (500)(100 – 0) = (500)(100) = 50,000 Joul

1. Ish-Kinetik energiya printsipi nima? Ish-Kinetik energiya printsipi shuni ko'rsatadiki, ob'ekt ustida bajarilgan umumiy ish uning kinetik energiyasining o'zgarishiga teng. Matematik jihatdan, $W_{n e t} = Δ K E$ , qaerda $Δ K E$ yakuniy kinetik energiyadan boshlang'ich kinetik energiya ayiriladi.

2. Ish jism tezligining o'zgarishi bilan qanday bog'liq? Jism ustida bajarilgan ish uning tezligini o'zgartirishi mumkin. Xususan, jism ustida bajarilgan umumiy ish uning kinetik energiyasining o'zgarishiga teng va kinetik energiya tezlik kvadratiga bog'liq. Shunday qilib, agar jism ustida musbat umumiy ish bajarilsa, uning tezligi (va shuning uchun uning kinetik energiyasi) oshadi.

3. Jism ustida manfiy ish bajarilganda uning kinetik energiyasi bilan nima sodir bo'ladi? Ob'ektga salbiy ish bajarilganda, uning kinetik energiyasi pasayadi. Bu ob'ektning sekinlashishiga olib kelishi mumkin.

Shuningdek qarang Dielektrik

4. Ish-Kinetik energiya printsipi Nyutonning ikkinchi qonuni bilan qanday bog'liq? Nyutonning ikkinchi qonuni kuchning jismning harakatiga qanday ta'sir qilishini tasvirlaydi, Ish-Kinetik energiya printsipi esa bu kuch tomonidan bajarilgan ishni kinetik energiyaning o'zgarishi bilan bog'laydi. Ikkala tushuncha ham kuchlar jismning harakat holatini va energiyasini o'zgartirishi mumkin degan g'oya orqali bog'langan.

5. Jismning kinetik energiyasi manfiy bo'lishi mumkinmi? Yo'q, kinetik energiya har doim manfiy emas. U formula bilan beriladi $K E = 1 / 2 m v^{2}$ , bu yerda m massa va v tezlik. Massa ham, tezlik kvadrati ham musbat bo'lgani uchun kinetik energiya ham musbat yoki nolga teng.

6. Ish-Kinetik energiya printsipi aylana bo'ylab harakatlanayotgan jismga qanday qo'llaniladi? Doimiy tezlikda aylana bo'ylab harakatlanayotgan jism uchun uning kinetik energiyasi doimiy bo'lib qoladi, chunki uning tezligi o'zgarmaydi. Biroq, uning tezligining yo'nalishi doimiy ravishda o'zgarib turadi. Agar jismga faqat markazdan qochiruvchi kuchlar (masalan, kuchlanish yoki tortishish kuchi) ta'sir qilsa, bu kuchlar tomonidan bajarilgan ish nolga teng, chunki ular harakat yo'nalishiga perpendikulyar ta'sir qiladi. Shunday qilib, hech qanday sof ish bajarilmaydi va kinetik energiyada hech qanday o'zgarish bo'lmaydi.

7. Tashqi kuchlar bo'lmaganda, jismning kinetik energiyasi qanday o'zgaradi? Tashqi kuchlar bo'lmaganda, jism ustida hech qanday ish bajarilmaydi, ya'ni uning kinetik energiyasi doimiy bo'lib qoladi. Bu energiyaning saqlanish qonunining namoyonidir.

Shuningdek qarang Konvergent (qavariq) linzalarning tenglamasi

8. Ob'ekt ustida bajarilgan sof ish nolga teng bo'lsa, bu nimani anglatadi? Jism ustida bajarilgan umumiy ish nolga teng bo'lganda, bu jismning kinetik energiyasi o'zgarmaganligini anglatadi. Jism hali ham harakatlanayotgan bo'lishi mumkin, ammo uning tezligi o'zgarmas bo'lib qoladi.

9. Jism ustida hech qanday ish bajarilmagan bo'lsa ham, kinetik energiyaga ega bo'lishi mumkinmi? Ha, ma'lum bir vaqt oralig'ida hech qanday ish bajarilmasdan ham jism kinetik energiyaga ega bo'lishi mumkin. Masalan, kosmosda (gravitatsiya jismlaridan uzoqda) allaqachon harakatlanayotgan jism, unga hech qanday tashqi kuchlar ta'sir qilmasa ham, o'zining kinetik energiyasini saqlab qoladi va doimiy tezlikda harakatlanishda davom etadi.

10. Konservativ bo'lmagan kuchlar tomonidan bajarilgan ish jismning kinetik energiyasiga qanday ta'sir qiladi? Konservativ bo'lmagan kuchlar tomonidan bajarilgan ish, kuchning yo'nalishi va kattaligiga qarab, jismning kinetik energiyasini oshirishi yoki kamaytirishi mumkin. Masalan, konservativ bo'lmagan kuch bo'lgan ishqalanish odatda manfiy ish bajaradi va shu bilan jismning kinetik energiyasini kamaytiradi.