Energia, munka, teljesítmény - studopediya
Energia - egy univerzális intézkedés különböző formáinak mozgás-CIÓ és interakció. A különböző mozgásformák kötődnek különböző energiafajták: mechanikai, termikus, szolenoid-nek, a nukleáris, stb Egyes jelenségek számít a mozgás nem alakját változtatni (például forró test felmelegíti a hideg-nek), másokban - ez lesz a különböző odds. -edik (például, a súrlódás-nikai fur mozgást hővé üvöltése). Azonban lényeges, hogy minden esetben az energia adta fel (az egy vagy más formában) egy test egy másik szerv, egyenlő a vett energia által az utóbbi szervezetben.
Megváltoztatása mechanikai mozgás a test által okozott erők azt a más szervek. hogy
kvantitatív módon az energia közötti kölcsönhatásban vezető testületek mechanika bevezetjük nyatie munkaerő.
Amikor a test mozog egyenes vonalúan, és van egy állandó erő F. amely a szöget zár be az elmozdulás fedélzeti, munkája ez az erő egyenlő a termék a vetülete az erő Fs szóló eltolási irányára (Fs = Fcosa), szorozva az elmozdulás a pont az erő alkalmazása:
Általában, az erő lehet változtatni a Xia, mint egy mod, és iránya, így a képlet (11.1) használni, nem-lzya. Ha azonban, úgy a elemek Tarn elmozdulás dr, majd az F erő állandónak tekinthető, és a mozgás a pontjánál
Alkalmazások - egyenes. Elements-tára működés F erővel mozgatni a dr úgynevezett skalár
A munkaerő területén a pálya pontból 1 pont 2. egyenlő az algebrai összege az elemi művek egyes végtelenül szakaszok az út. Ez az összeg-ma van a szerves
Ennek számításához szerves szükséges tudni, hogy a függőség az erő Fs az utat s az úton 1 -2. Legyen ez a függés mutatjuk be grafikusan (ábra. Ekkor a szükséges munkát A határozzuk meg egy gráf-ke árnyékolt terület az ábra. Például, ha a test mozog egy egyenes vonal, F erő = const, és a = const, megkapjuk
ahol s - a megtett távolság test
A képlet az következik, hogy ha egy
az irányba, mint a mozgás-vektor zheniya v sebességgel (lásd. ábra. 13). Ha a> p / 2, a munkaerő negatív. Amikor a = p / 2 (erő merőleges irányba kell újra elmozdulások) kezelési erő egyenlő nullával.
A munkaegység - joule (J): 1 J - által végzett munka az erő 1 N egy utat a 1 m (1 J = 1 N • m).
Annak érdekében, hogy jellemezze a társfinanszírozási arány vonatkozik tökéletes munka, bevezette a számosság-ség:
Alatt dt F erő működik F dr. és a teljesítményt, amelyet ez az erő egy adott időpontban
.. R e jelentése a belső termék a tórusz-erő vektor a sebesség, amellyel a mozgó pont az erő alkalmazása; N - skalár mennyiség.
Egység teljesítmény - watt (W): W 1 - teljesítmény, amely során a művelet véghezvihető 1 és 1 J (1 Watt = 1 joule / sec).
11. A mozgási energia mechanikai rendszer - az energia az mechanikai mozgás a rendszer.
F. A ható erő az álló test és okoz a mozgás, ami a Rabo, és az energia egy mozgó test-kor a munka mennyiségét fordított. Így a művelet F erő dA halad-nek koto test került sor a növekedés sebessége 0, v, hogy növelje a mozgási energia a test dT, r. F.
Newton második törvénye F = MDV / dt
és megszorozzuk mindkét oldalán egyenlő-CIÓ a mozgás dr. megkapjuk
Így a tömeg M mozgó test egy sebességgel Xia v, van egy kinetikus energia
Tól képletű (12.1), hogy a kinetikus energia függ a tömege és sebessége a test, azaz. E. mozgási energiája a rendszer függvénye a mozgásállapot-zheniya.
A levezetése (12.1) feltételezést-feltételezték, hogy a mozgás tekinthető Inerciarendszer, mivel máskülönben nem lehetett használni a Newton-Kona. A különböző inerciális referencia képkockák mozgassa Ments vonatkozó más szerv sebességet, és következésképpen-CIÓ, és kinetikus energia változik. Így a kinetikus energia ság függ a választás a referencia rendszer.
12. potenciális energia - mechanikai energia-lic rendszer testületek határozzák meg azok relatív helyzete és a funkciók rum erői kölcsönhatás közöttük.
Hagyja reakciót szervek által etsya az erőterek (például méri területén rugalmas erők mező gravitációs-CIÓ erők), azzal jellemezve, hogy a végzett munka egy erő-E mozgás közben a test egy polo-zheniya a másikra, függetlenül attól, Emellett, a röppálya mozog termé-zoshlo, de csak a kezdeti és a végső helyzetben. Az ilyen mezők kötelező potenciál és erőt dei stvuyuschie őket - konzervatív. Ha a munkát, amelyet az erő függ az utat a test egyik helyről a másikra, olyan erőt nevezzük disszipatív; annak példája si la súrlódás.
A test egy potenciális erőtér van a potenciális energia II. Dolgozz konzervatív erők az elemek-tára (infinitezimális) módosítja a beállításokat a rendszer megegyezik a növekmény a potenciális energia, étkezés közben a mínusz jel, hiszen a munka rovására elvesztése potenciális energia:
dA munka kifejezve skalár termék az F erő a mozgás és az expressziós dr (12.2) felírható
Ezért, ha a funkció P (r), a képlet (12.3) megtalálható az F erő nagyságát és irányát.
Potenciális energia lehet meghatározni (12,3), mint
ahol C - .. integrációs állandó, azaz a potenciális energia határozza meg, hogy belül valami önkényes konstans. Ez azonban nem befolyásolja a fizikai törvények, mivel nem tartalmaznak, vagy a különbség a potenciális energia a két pozíció a test, vagy a származtatott P koordinátáit. Ezért a potenciál, a test-nek az energia bizonyos meghatározott névleges helyzetben nullának tekintjük (akkor Biranne nulla referencia szint) és az energia a test más pozíciókban számlálás-out képest a nulla szint. A konzervatív erők
vagy vektor formában
(I, J, K - az egység vektorok a koordináta-tengelyek). Vektor definiált expressziós-niem (12,5), az úgynevezett gradiens ska lyara P.
Számára együtt jelöléssel grad P is alkalmazzák kijelölés ÑAP Ñ ( „Nabla”) kifejezés szimbolikus vektor, az úgynevezett én-Hamilton nabla üzemeltetője vagy az üzemeltető:
Az a forma a függvény P jellegétől függ az erőtér. Például, egy potenciálisan energia egy m tömegű test, az al-nyatogo h magassága a talajfelszín felett Terr-Do, egyenlő
ahol a h magasság mérjük a nulla szintet, amelyre P0 = 0. Az expressziós (12,7) közvetlenül következik abból a tényből, hogy a potenciális energia egyenlő a gravitációs erő, amikor a testet magasról leejtve órán át a Föld felszínén.
Mivel a származási véletlenszerűen kiválasztott, a potenciális energia negatív értéket (ki-kinetikus energia mindig pozitív-on!>. Feltételezve, hogy egy nulla, a földön fekszik a test felületén a potenciális energia, a potenciális energia a test alján található a tengely (mélység h '), P = -mgh'.
Megtaláljuk a potenciális energia rugalmasan deformálódik test (tavasszal). Rugalmas erő arányos a deformáció-máció:
ahol Fxupr - vetülete a rugalmas erő az x tengelyen; k - a rugalmassági tényező (a tavasz - keménység), és a mínusz jel-AUC azt mutatja, hogy Fxupr ellentétes irányúak a deformáció x.
Szerint a Newton harmadik, a deformáció-miruyuschaya erő egyenlő a modulo rugalmas erő és az ellenkező irányban-on, hogy van. E.
Fx = -Fxupr = kx elemi munka dA végzett az erő Fx és végtelenül kis deformáció dx egyenlők
és a teljes munka
Ez növeli a potenciális energia a tavasz. Így a potenciális energiája a rugalmasan deformált test
A potenciális energia rendszer, alatta-BNO kinetikus energia függvénye-CIÓ rendszer állapotát. Ez csak attól függ, hogy a konfiguráció a rendszer és a put-CIÓ kapcsolatban külső szervek.
A teljes mechanikai energiája a rendszer, akkor - az energia a mechanikai mozgás és a kölcsönhatás:
t. e. összegével egyenlő a kinetikus és a potenciális energia-potenciál.