אַרבעט-מעכאַנישע ענערגיע פּרינציפּ
דער ארבעט-קינעטישע ענערגיע טעארעם זאגט אז די נעץ ארבעט אדער די ארבעט געטאן דורך די נעץ קראפט איז גלייך צו דער ענדערונג אין קינעטישע ענערגיע.
נעץ = צו ט – צו א = 1⁄2 מ(v ט 2 – v o 2 )
W נעץ = עס זענען דא צוויי טיפן כוחות, נעמליך קאנסערוואטיווע קראפט, און נישט-קאנסערוואטיווע קראפט. אזוי, נעץ ארבעט קען באטראכט ווערן צו זיין צוזאמענגעשטעלט פון דער ארבעט געטאן דורך א קאנסערוואטיווע קראפט און דער ארבעט געטאן דורך א נישט-קאנסערוואטיווע קראפט.
W c + W nc = ΔKE
די ארבעט געטאן דורך א קאנסערוואטיווע קראפט איז גלייך צו דער נעגאטיווער ענדערונג אין פאטענציעלער ענערגיע:
W c = -ΔPE
– ΔPE + W nc = ΔKE
W nc = ΔPE + ΔKE
וונק = ΔME
די גלייכונג אויבן זאגט אז די ארבעט געטאן דורך א נישט-קאנסערוואטיווע קראפט אויף אן אביעקט איז גלייך צו דער ענדערונג אין דער מעכאנישער ענערגיע פונעם אביעקט. מעכאנישע ענערגיע = פאטענציעלע ענערגיע + קינעטישע ענערגיע. פאטענציעלע ענערגיע קען נעמען די פארעם פון גראוויטאציאנעלער פאטענציעלער ענערגיע אדער עלאסטישע פאטענציעלע ענערגיע.
בייַשפּיל קשיא: די אַרבעט-מעכאַנישע ענערגיע טעאָרעם
א 2 קילא קאסטן באוועגט זיך אנפאנגס מיט א שנעלקייט פון 10 מעטער/סעקונדע. באלד דערנאך שטעלט זיך די קאסטן אפ. דער קאעפיציענט פון קינעטישן רייבונג צווישן דער קאסטן און דעם שטאק איז 0.2. די גראוויטאציאנעלע פארגיכערונג איז 10 מעטער/סעקונדע 2. וויפיל איז די קאסטן'ס פארשייבונג?
דיסקוסיע:
אידענטיפיצירט: m = 2 ק"ג, v o = 10 m/s, vt = 0, k = 0.2, w = mg = (1 ק"ג)(10 m/s² ) = 10 ק"ג m/s² = 10 ניוטאנס,
געפרעגט: די גרייס פון דער קעסטל'ס פארשייבונג (ס)
די אַרבעט-מעכאַנישע ענערגיע טעאָרעם:
וו נק = Δמע
W nc = ΔPE + ΔKE
די הייך (h) בלייבט קאנסטאנט אדער עס איז נישטא קיין ענדערונג אין דער הייך, ממילא איז נישטא קיין ענדערונג אין דער גראוויטאציאנעלער פאטענציעלער ענערגיע.
וונק = ΔKE
די ארבעט געטאן דורך די קינעטישע רייבונג קראפט איז:
וו נק = – פ ק ס = μ ק ן -ס = μ ק וו -ס = μ ק מג -ס
װ nc = – (0.2)(2)(10)(s) = – (4)(s)
די קינעטישע רייבונגס-קראפט טוט נעגאַטיווע אַרבעט (די קינעטישע רייבונגס-קראפט איז אין דער פאַרקערטער ריכטונג פון דעם אָביעקט'ס דיספּלייסמאַנט)
ענדערונג אין דער קינעטיקער ענערגיע:
ΔKE = 1⁄2 m (v t 2 – v o 2 ) = 1⁄2 (2)(0 2 – 10 2 ) = (0 – 100) = – 100
אָביעקט'ס פֿאַרשייבונג:
W nc = ΔKE
– (4)(ס) = – 100
ס = – 100 / – 4 = 25 מעטער
20 קאָנצעפּטואַלע פֿראַגעס און ענטפֿערס וועגן דעם פּרינציפּ פֿון אַרבעט-מעכאַניש ענערגיע:
1. פראגע: וואס איז דער ארבעט-מעכאנישער ענערגיע פרינציפ? ענטפער: דער ארבעט-מעכאנישער ענערגיע פרינציפ זאגט אז די ארבעט געטאן אויף אן אביעקט איז גלייך צו דער ענדערונג אין זיין מעכאנישער ענערגיע.
2. פראגע: ווי ווערט ארבעט דעפינירט אין פיזיק? ענטפער: ארבעט ווערט דעפינירט אלס דער פראדוקט פון דער קראפט וואס ווערט אנגעווענדעט אויף אן אביעקט און די ווייטקייט וואס עס באוועגט זיך אין דער ריכטונג פון דער קראפט.
3. פראגע: וואס באשטייט פון מעכאנישע ענערגיע? ענטפער: מעכאנישע ענערגיע באשטייט פון אן אביעקט'ס קינעטישע ענערגיע און פאטענציעלע ענערגיע.
4. פראגע: אין דער אבוועזנהייט פון נישט-קאנסערוואטיווע כוחות, וואס קען מען זאגן וועגן דער גאנצער מעכאנישער ענערגיע פון א פארמאכטער סיסטעם? ענטפער: די גאנצע מעכאנישע ענערגיע בלייבט קאנסטאנט.
5. פראגע: געבט א ביישפיל פון א קאנסערוואטיווע קראפט. ענטפער: גראוויטאציאנעלע קראפט איז א ביישפיל פון א קאנסערוואטיווע קראפט.
6. פראגע: ווי אזוי איז פאטענציעלע ענערגיע אנדערש פון קינעטישע ענערגיע? ענטפער: פאטענציעלע ענערגיע איז די ענערגיע צוליב פאזיציע, ווי למשל הייך איבערן באדן, בשעת קינעטישע ענערגיע איז צוליב באוועגונג.
7. פראגע: ווי אזוי איז די ארבעט געטאן דורך א קאנסערוואטיווע קראפט פארבונדן מיט פאטענציעלער ענערגיע? ענטפער: די ארבעט געטאן דורך א קאנסערוואטיווע קראפט איז גלייך צו דער נעגאטיווער ענדערונג אין פאטענציעלער ענערגיע.
9. פראגע: ווי אזוי דערקלערט דער ארבעט-מעכאנישער ענערגיע פרינציפ די קאנווערזיע פון פאטענציעלער ענערגיע צו קינעטישע ענערגיע אין א פריי-פאלנדיקן אביעקט? ענטפער: ווען אן אביעקט פאלט, פארקלענערט זיך זיין פאטענציעלע ענערגיע און זיין קינעטישע ענערגיע וואקסט מיט אן עקוויוואלענטן מאס, האלטנדיג די גאנצע מעכאנישע ענערגיע קאנסטאנט.
10. פראגע: וואס פאסירט מיט דער מעכאנישער ענערגיע פון א סיסטעם ווען נישט-קאנסערוואטיווע כוחות, ווי למשל רייבונג, ווירקן אויף איר? ענטפער: די מעכאנישע ענערגיע פארקלענערט זיך ווייל נישט-קאנסערוואטיווע כוחות פארשפרייטן ענערגיע, אפט אלס היץ.
11. פראגע: קען די מעכאנישע ענערגיע פון א סיסטעם זיך פארגרעסערן? ענטפער: יא, ווען עקסטערנע ארבעט ווערט געטאן אויף דער סיסטעם.
12. פראגע: ווי אזוי איז דער קאנצעפט פון ארבעט פארבונדן מיט ענערגיע? ענטפער: ארבעט איז דער מיטל דורך וועלכן ענערגיע ווערט איבערגעפירט אדער טראנספארמירט אין א סיסטעם.
13. פראגע: אויב אן אביעקט באוועגט זיך מיט א קאנסטאנטער שנעלקייט, וואס קען מען זאגן וועגן דער נעץ ארבעט וואס ווערט געטאן אויף אים? ענטפער: די נעץ ארבעט וואס ווערט געטאן אויף אים איז נול ווייל קיין פארגיכערונג פאסירט נישט.
15. פראגע: פארוואס האט א צוזאמענגעדריקטע פעדער פאטענציעלע ענערגיע? ענטפער: ווען א פעדער ווערט צוזאמענגעדריקט, ווערט געטאן ארבעט אויף איר, וואס ווערט אפגעהיט אלס פאטענציעלע ענערגיע. די ענערגיע קען ווערן באפרייט ווען מען לאזט אפ די פעדער.
16. פראגע: וואס איז דער ארבעט-ענערגיע טעארעם? ענטפער: דער ארבעט-ענערגיע טעארעם זאגט אז די ארבעט געטאן אויף אן אביעקט איז גלייך צו דער ענדערונג אין זיין קינעטישע ענערגיע.
17. פראגע: ווי אזוי איז מאכט פארבונדן מיט ארבעט? ענטפער: מאכט איז די ראטע מיט וואס ארבעט ווערט געטאן אדער ענערגיע ווערט טראנספערירט. עס ווערט אויסגערעכנט אלס , וואו איז ארבעט און איז צייט.
18. פראגע: קען ארבעט האבן א נעגאטיוון ווערט? ענטפער: יא, ארבעט איז נעגאטיוו ווען די קראפט און די ריכטונג פון באוועגונג זענען פארקערט.
19. פראגע: אויב דער ווינקל צווישן דער קראַפט און דער ריכטונג פון באַוועגונג איז 90 גראַד, וואָס איז די אַרבעט געטאָן? ענטפער: די אַרבעט געטאָן איז נול ווייַל די קראַפט האט קיין קאָמפּאָנענט אין דער ריכטונג פון באַוועגונג.
20. פראגע: ווי אזוי מאכט א פשוטע מאשין, ווי א הייבער, די ארבעט גרינגער? ענטפער: א הייבער טוישט נישט די גאנצע ארבעט וואס ווערט געטאן, נאר טוישט דעם וועג ווי די קראפט ווערט אנגעווענדעט, מאכנדיג די אויפגאבע מער באהאנדלבאר אדער עפעקטיוו.
דער באַגריף פון אַרבעט און דער פּרינציפּ פון מעכאַנישע ענערגיע זענען יסודותדיק אין פיזיק און געבן אַ יסודותדיק פארשטאנד פון ווי ענערגיע ווערט טראַנספערד און טראַנספאָרמירט אין פארשידענע סיסטעמען.
