Как найти силу через кинетическую энергию

Как найти силу через кинетическую энергию

Очная подготовка к ЦТ по физике и математике у авторов этого сайта и других отличных репетиторов. Подробнее.

  • Главная —
  • Учебные материалы —
  • Физика —
  • 06. Работа, мощность, энергия

06. Работа, мощность, энергия

Оглавление:

Основные теоретические сведения

Механическая работа

Энергетические характеристики движения вводятся на основе понятия механической работы или работы силы. Работой, совершаемой постоянной силой F, называется физическая величина, равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на косинус угла между векторами силы F и перемещения S:

Как успешно подготовиться к ЦТ по физике и математике?

Для того чтобы успешно подготовиться к ЦТ по физике и математике, среди прочего, необходимо выполнить три важнейших условия:

  1. Изучить все темы и выполнить все тесты и задания приведенные в учебных материалах на этом сайте. Для этого нужно всего ничего, а именно: посвящать подготовке к ЦТ по физике и математике, изучению теории и решению задач по три-четыре часа каждый день. Дело в том, что ЦТ это экзамен, где мало просто знать физику или математику, нужно еще уметь быстро и без сбоев решать большое количество задач по разным темам и различной сложности. Последнему научиться можно только решив тысячи задач.
  2. Выучить все формулы и законы в физике, и формулы и методы в математике. На самом деле, выполнить это тоже очень просто, необходимых формул по физике всего около 200 штук, а по математике даже чуть меньше. В каждом из этих предметов есть около десятка стандартных методов решения задач базового уровня сложности, которые тоже вполне можно выучить, и таким образом, совершенно на автомате и без затруднений решить в нужный момент большую часть ЦТ. После этого Вам останется подумать только над самыми сложными задачами.
  3. Посетить все три этапа репетиционного тестирования по физике и математике. Каждый РТ можно посещать по два раза, чтобы прорешать оба варианта. Опять же на ЦТ, кроме умения быстро и качественно решать задачи, и знания формул и методов необходимо также уметь правильно спланировать время, распределить силы, а главное правильно заполнить бланк ответов, не перепутав ни номера ответов и задач, ни собственную фамилию. Также в ходе РТ важно привыкнуть к стилю постановки вопросов в задачах, который на ЦТ может показаться неподготовленному человеку очень непривычным.
Читайте также:  Acpi ven vpc dev 2004 windows 10

Успешное, старательное и ответственное выполнение этих трех пунктов, а также ответственная проработка итоговых тренировочных тестов, позволит Вам показать на ЦТ отличный результат, максимальный из того, на что Вы способны.

Нашли ошибку?

Если Вы, как Вам кажется, нашли ошибку в учебных материалах, то напишите, пожалуйста, о ней на электронную почту (адрес электронной почты здесь). В письме укажите предмет (физика или математика), название либо номер темы или теста, номер задачи, или место в тексте (страницу) где по Вашему мнению есть ошибка. Также опишите в чем заключается предположительная ошибка. Ваше письмо не останется незамеченным, ошибка либо будет исправлена, либо Вам разъяснят почему это не ошибка.

ЗАПРЕЩЕНО использование представленных на сайте материалов или их частей в любых коммерческих целях, а также их копирование, перепечатка, повторная публикация или воспроизведение в любой форме. Нарушение прав правообладателей преследуется по закону. Подробнее.

Если полный дифференциал некоторой функции, описывающей поведение системы, равен нулю, то эта функция может служить характеристикой состояния данной системы.

Функция состояния системы, определяемая только скоростью ее движения, называется кинетической энергией.

Кинетическая энергия системы есть функция состояния движения этой системы. Кинетическая энергия — величина аддитивная.

Ек — относительная величина, её значение зависит от выбора системы координат (так же как и скорость v — относительная величина). Связь кинетической энергии с импульсом —

Ек = p 2 /2m . (1.6.1)

Связь кинетической энергии с работой

Если постоянная сила действует на тело, то оно будет двигаться в направлении силы. Тогда элементарная работа по перемещению тела из одной точки в другую будет равна произведению силы F на перемещение dr.

Следовательно, работа силы, приложенной к телу на пути r, численно равна изменению кинетической энергии этого тела.

Читайте также:  Как сменить клавиатуру на андроиде хуавей

A = ΔЕк, или dEк = dA. (1.6.2)

Изменение кинетической энергии dЕк равно работе внешних сил.

Скорость совершения работы (передачи энергии) называется мощностью, т. е. мощность есть работа, совершаемая в единицу времени.

Чему равна кинетическая энергия

Вспомним как вычисляется кинетическая энергия. Если на тело массы m действует сила F, то его скорость v начнет изменяться. При перемещении тела на расстояние s, будет совершена работа A:

По второму закону Ньютона сила равна:

где a — ускорение.

Из известных формул, полученных в разделе механики, следует, что модуль смещения s при равноускоренном прямолинейном движении связан с модулями конечной v2, начальной v1 скоростей и ускорения a следующей формулой;

Тогда можно получить формулу для вычисления работы:

Величина, равная произведению массы тела m на квадрат его скорости, деленный пополам называется кинетической энергией тела Ek:

Из формул (4) и (5) следует, что работа A равна:

Таким образом, работа, совершенная силой, приложенной к телу оказалась равна изменению кинетической энергии тела. Значит любое физическое тело движущееся с ненулевой скоростью, обладает кинетической энергией. Следовательно, в состоянии покоя, при скорости v равной нулю и кинетическая энергия покоя будет также равна нулю.

Рис. 1. Примеры кинетической энергии:.

Неподвижное тело и температура

Любое физическое тело состоит из атомов и молекул, которые находятся в состоянии непрерывного хаотического движения при температуре T, не равной нулю. С помощью молекулярно-кинетической теории доказано, что средняя кинетическая энергии Ек хаотического движения молекул зависит только от температуры. Так для одноатомного газа эта связь выражается формулой:

где: k =1,38*10 -23 Дж/К — постоянная Больцмана.

Таким образом, когда тело как целое покоится, каждая молекулы и атомы, из которых оно состоит, тем не менее могут иметь ненулевую кинетическую энергию.

Рис. 2. Хаотическое движение молекул в газе, жидкости, твердом теле:.

Читайте также:  Как восстановить виндовс если он не загружается

Температура абсолютного нуля естественно равна 0 0 К или -273,15 0 С. Ученые, работающие в этой области, стремятся охладить вещество до этого значения температуры с целью получения новых знаний. Пока рекордно низкая температура, полученная в лабораторных условиях выше абсолютного нуля всего на 5,9*10 -12 К. Для достижения таких значений используются лазеры и магнитное охлаждение.

Энергия покоя

Формула (5) для кинетической энергии справедлива для скоростей много меньших скорости света с, которая равна 300000 км/с. Альберт Эйнштейн (1879-1955г.г.) создал специальную теорию относительности, в которой кинетическая энергия Ек частицы массой m, движущейся со скоростью v, есть:

При скорости v много меньше скорости света с (v

По Эйнштейну — сумма энергии покоя (9) и кинетической энергии (8) дает полную энергию частицы Eп :

Формула (10) показывает связь между массой тела его энергией. Оказывается, изменение массы тела приводит к изменению его энергии.

Что мы узнали?

Итак, мы узнали, что кинетическая энергия покоя обычного физического тела (или частицы) равна нулю, т.к. его скорость равна нулю. Кинетическая энергия частиц, из которых состоит покоящегося тело будет отлична от нуля, если его абсолютная температура не равна нулю. Отдельной формулы кинетической энергии покоя не существует. Для определения энергии покоящегося тела допустимо использование выражений (7) – (9), имея в виду, что это внутренняя энергия частиц, составляющих тело.

Ссылка на основную публикацию
Как запустить службу теневого копирования
Теневая копия — технология Microsoft, позволяющая пользователям делать вручную или автоматическую синхронизацию документов, вплоть до заблокированных. Для функционирования службы теневого...
Как выкл безопасный режим
Android по праву считается одной из самых безопасных операционных систем, так как для неё крайне сложно написать вирусный код. Однако...
Как выключить автозапуск приложений в виндовс 7
На этой странице 某些 Creative Cloud 应用程序、服务和功能在中国不可用。 Некоторые программы и службы при одновременной работе с приложениями Adobe могут вызывать системные...
Как запустить стимовскую игру без стима
Как запустить игру без физического носителя, то есть диска, или интернета – актуальный вопрос не только для любителей пиратских сборок,...
Adblock detector