Fuinneamh cinéiteach: an sainmhíniú foirmle. Faigh an fuinneamh cinéiteach na móilíní, tairiscint aistritheach, earrach, comhlacht, móilíní gáis?

Is léir ó thaithí go laethúil gur féidir leis an maoin de chuid an chomhlachta a bhogadh, agus bhog sé a stopadh. Tá muid i gcónaí rud éigin a dhéanamh ar fud an domhain atá fuadar, shines an ghrian ... Ach cá ndeachaigh an duine, do shláinte ainmhithe, agus i nádúr ginearálta a thagann ó neart go obair seo a? Cibé Disappears gluaiseacht meicniúil gan rian? Beidh sé tús a bhogadh má tá an comhlacht amháin gan athrú ar an trácht eile? Beidh gach seo a phlé san alt.

An coincheap an fhuinnimh

Mar feidhmiúchán an innill, a blas automobiles gluaiseachta, tarracóirí, inneall gluaiste, ní mór eitleáin a breosla nach bhfuil foinse fuinnimh. meaisíní leictreacha blas gluaiseacht le leictreachas. Mar gheall ar an fuinneamh an uisce ag titim ó airde, hydroturbine cas ceangailte mheaisíní, ag giniúint sruth leictreach. Fear a bheith ann agus obair, is gá freisin fuinnimh. Deir siad go bhfuil d'fhonn, chun a dhéanamh ar roinnt den obair shaghas, ní mór duit fuinnimh. Cad é fuinneamh?

• Breathnóireacht 1. Ardaigh an liathróid os cionn na talún. Cé go bhfuil sé i stát de tranquility, nach bhfuil an obair meicniúil a dhéantar. Lig dó dul. Faoi thionchar an meáchanlár dtagann an liathróid ar an talamh ó airde áirithe. Le linn an titim ar an liathróid a dhéantar an obair meicniúil.
• Breathnóireacht 2. earrach somknite, a shocrú againn é agus a chur ar an snáithe ar seilide earraigh. Socraigh tine leis an snáithe, luíonn an earraigh cothrom agus a ardú an meáchan iarann ag airde áirithe. Earraigh obair meicniúil a dhéantar.
• 3. tralaí Bhreathnóireachta shocrú an tslat leis an bloc ag an deireadh. I ndiaidh snáithe perekinem bloc, foirceann amháin de a fhoirceannadh ar an ais tralaí agus ag an bob crochta eile. Lig dul ar an sinker. Faoi thionchar an meáchanlár , beidh sé doirteal síos agus tabhair an tralaí. Bob dhéantar an obair meicniúil.

Tar éis anailís a dhéanamh ar gach ceann de na breathnadóireachta thuas, is féidir linn a thabhairt i gcrích go má tá an idirghníomhaíocht comhlacht nó na comhlachtaí arís eile le linn obair meicniúil a dhéantar, tá sé sin go bhfuil siad cumhacht mheicniúil nó fuinneamh.

An coincheap an fhuinnimh

Fuinneamh (ón fuinneamh na Gréige focal -. Gníomhaíochtaí) - cainníocht fhisiceach thréith chumas na gcomhlachtaí 'chun an obair. Is é an t-aonad fuinnimh, agus oibríonn freisin sa chóras SI Joule amháin (J 1). An fuinneamh litir in iúl leis an litir E. Ón turgnaimh thuas, is léir go ndéanann an comhlacht oibre iad ar a mbealach ó stát amháin go ceann eile. wherein athraíonn an fuinneamh comhlacht (laghduithe), agus tá an obair meicniúil comhionann leis an mar thoradh ar athrú ar a chumhacht mheicniúil le comhlíonadh ag an gcomhlacht.

Cineálacha fuinnimh mheicniúil. An coincheap de fuinneamh poitéinsiúil

Idirdhealú a dhéanamh 2 cineálacha fuinneamh meicniúil: ionchasacha agus cinéiteach. Anois breathnú níos dlúithe ag an fuinneamh poitéinsiúil.

Is é an fuinneamh a chinnfidh an suíomh coibhneasta na gcomhlachtaí a idirghníomhaíonn nó codanna de chuid an chomhlachta féin - An fuinneamh poitéinsiúil (PE). Ós rud é gach comhlacht agus an domhain a mhealladh a chéile, is é sin, idirghníomhaíonn siad, Corpoideachas comhlacht ardaithe os cionn na talún, ag brath ar an airde an h ardaitheoir. Dá airde é an comhlacht ardaithe, is mó a PE. Bunaíodh é turgnamhach nach ag brath PE hamháin ar an airde ag a bhfuil sé ardaithe, ach freisin ar mheáchan coirp. Má bhí an comhlacht a ardaíodh leis an airde chéanna, beidh an comhlacht a bhfuil mais níos mó a bheith níos mó agus PE. An fhoirmle den fhuinneamh a leanas: E _n = mgh, wherein E _n - Is fuinneamh poitéinsiúil, m - Comhlacht mais, g = 9,81 H / kg, h - airde.

An fuinneamh poitéinsiúil an earraigh

An fuinneamh poitéinsiúil de chuid an chomhlachta elastically deformed dtugtar luach fisiciúil E _{f a} nuair a choigeartú an luas na gluaiseachta aistritheach faoi ghníomhaíocht na fórsaí leaisteacha laghduithe díreach oiread agus is na méaduithe fuinneamh cinéiteach. tá Springs (cosúil le comhlacht elastically deformed eile) an PE, atá comhionann le leath an táirge ar an k stiffness haghaidh cearnach dífhoirmiúchán: x = kx ^2: 2.

fuinneamh cinéiteach: an fhoirmle agus an sainmhíniú ar

Uaireanta is féidir leis an luach na hoibre mheicniúil le feiceáil gan úsáid a bhaint as na coincheapa de bhfeidhm agus tairiscint, ag díriú ar an bhfíric go léiríonn an obair an t-athrú an chomhlachta fuinnimh. Gach gur féidir leat gá againn - is é mais na comhlachta agus a thosú agus luas deiridh a bheidh mar thoradh ar ár gcumas an fuinneamh cinéiteach. An fuinneamh cinéiteach (KE) - an fuinneamh inchurtha i leith an gcomhlacht mar gheall ar a n-ghluaiseacht féin.

Is fuinneamh cinéiteach na gaoithe, tá sé in úsáid chun blas tuirbíní gaoithe tairiscint. Thiomáint ag an mais aer faoi bhrú ar an bplána claonta na sciatháin tuirbín gaoithe, agus iallach a chur orthu dul timpeall. Rothlú de réir meicníocht tarchurtha córais tarchurtha feidhmiú post ar leith. Tiomáinte ag an uisce casadh, an chumhacht tuirbín, cailleann chuid dá FP, ag déanamh an obair. Ag eitilt go hard sa phlána spéir, chomh maith le PE, le CE. Má tá an comhlacht i stát scíthe, is é sin, tá a threoluas i gcoibhneas leis an Domhan náid, agus is é a CE i gcoibhneas leis an talamh nialas. Bunaíodh é turgnamhach gur mó an meáchan agus an luas lena théann sé, an TBE sé níos mó. Seo a leanas an fhoirmle an fuinneamh cinéiteach an tairiscint aistritheach san abairt mhatamaiticiúil:

Sa chás K - fuinneamh cinéiteach, m - meáchan, v - luas.

An t-athrú ar fhuinneamh cinéiteach

Ós rud é go bhfuil an ráta ghluaiseacht an chomhlachta athraitheach ag brath ar an rogha an córas tagartha, braitheann comhlacht CE luach chomh luath is a roghnófar. Tarlaíonn Athrú san fhuinneamh cinéiteach (IKE) gcorp mar gheall ar an ngníomh ar an comhlacht ar an fórsa seachtrach F. _? A chainníocht fhisiceach atá cothrom _le comhlacht E IKE gheall fórsa de ghníomhaíocht F, glaoigh oibríocht:? A E = _k. É bheith ina chólucht atá ag gluaiseacht ar luas v _1, an fórsa F, atá comhthráthach leis an treo, treoluas ghluaiseacht an chomhlachta a mhéadú san eatramh ama t dtí v luach áirithe _2. Sa chás seo, is é IKE:

I gcás ina m - an mais an choirp; d - an cosán trasnú an comhlacht; V _f1 = (V ₂ - V _1); V _f2 = (V ₂ + V _1); a = F: m. Is ar seo ríomhtar an fhoirmle, cé mhéad fuinneamh cinéiteach atá athraithe. D'fhéadfadh Foirmle freisin an léirmhíniú seo a leanas: _do E = Flcos ά, wherein bhfuil cosά an uillinn idir na veicteoirí de bhfeidhm F agus an V. _treoluas?

An fuinneamh cinéiteach meán

Is fuinneamh cinéiteach an fuinneamh arna chinneadh ag an luas na pointí éagsúla a bhaineann leis an gcóras seo. Mar sin féin, bheith ar an eolas go bhfuil sé riachtanach idirdhealú a dhéanamh idir dhá fuinneamh a characterize an éagsúla cineálacha gluaiseachta: aistritheach agus rothlach. An meán fuinneamh cinéiteach é (SKE) sa chás seo an difríocht meán idir an fuinneamh iomlán de chóras iomlán agus a chumhacht aigne, is é sin, i ndáiríre, a mhéid - is é an meánluach an fuinneamh poitéinsiúil. Is é an meán-foirmle fuinneamh cinéiteach:

áit a bhfuil k - Is é an tairiseach Boltzmann; T - teocht. Is é an chothromóid bunaithe ar an teoiric mhóilíneach-cinéiteach.

An fuinneamh meán cinéiteach na móilíní gáis

Turgnaimh leor acu le fios gur lú an meánmhéid fuinneamh cinéiteach na móilíní gáis sa ghluaiseacht chun tosaigh ag teocht ar leith ar an gcéanna agus ní ag brath ar an gcineál gháis. Ina theannta sin, bhí sé amach freisin go bhfuil gás teasa ag ^{thart ar} 1 C SKE incrimintithe ag duine agus an luach céanna. Níos cruinne, tá an luach :? E _k = 2.07 × 10 ^-23 J / ° ^C. Chun ríomh cad é an meán-fuinneamh cinéiteach na móilíní gáis sa ghluaiseacht forásach, tá sé riachtanach, chomh maith leis an luach coibhneasta, go mbeadh a fhios ar a laghad níos mó an luach glan de na tairiscint aistritheach an fhuinnimh. San fhisic, arna chinneadh na luachanna i ndáil le réimse leathan de teochta sách cruinn. Mar shampla, ag t = 500 ^{° C} an fuinneamh cinéiteach na gluaiseachta aistritheach Ek móilín = 1600 x 10 ^-23 J. 2 Eolas ar an luach (? E _k agus E _k), is féidir linn a ríomh an fuinneamh mar tairiscint aistritheach de na móilíní ag teocht ar leith, agus a réiteach fadhb inbhéartach - chun a chinneadh an teocht ar an tacar na luachanna fuinnimh.

Mar fhocal scoir, is féidir linn a thabhairt i gcrích go bhfuil an meán fuinneamh cinéiteach na móilíní, an fhoirmle atá léirithe thuas ag brath ach amháin ar an dearbhtheocht (agus d'aon stát comhiomlánaithe na substaintí).

An dlí imchoimeádta an fhuinnimh mheicniúil iomlán

Ag déanamh staidéir ar an tairiscint na gcomhlachtaí faoi ghníomhaíocht na domhantarraingthe agus an fórsa leaisteacha léirigh go bhfuil cainníocht fhisiceach a dtugtar cumas fuinnimh E _n; braitheann sé ar an fráma comhlacht, agus is é a athrú equated IKE, a bhfuil glacadh leis an gcomhartha malartach: Δ E _{n =} - E _a?. Dá bhrí sin, is é an méid CE agus athruithe comhlacht Corpoideachas, a comhoibriú leis na fórsaí imtharraingteach agus na fórsaí leaisteacha 0:? Δ E _n + E _k = 0. Na fórsaí a bhíonn ag brath ach amháin ar na comhordanáidí an chomhlachta, ar a dtugtar coimeádach. Is iad na fórsa tarraingteach agus elasticity fórsaí coimeádach. Is é an suim fuinneamh cinéiteach agus poitéinseal de chuid an chomhlachta an fuinneamh meicniúil iomlán: E _n + _k = E E.

An méid sin, a bhfuil sé cruthaithe na turgnaimh is cruinne,
ar a dtugtar an dlí imchoimeádta an fhuinnimh mheicniúil. Má tá an comhlacht fórsaí, ag brath ar an treoluas coibhneasta idirghníomhú, nach bhfuil an fuinneamh meicniúil an chórais comhlachtaí idirghníomhú shábháil. Sampla de na fórsaí den chineál seo, ar a dtugtar neamh-coimeádach é, fórsa na frithchuimilte. Má tá tú ag gníomhú ar an comhlacht ar an fhórsa frictional, tá sé riachtanach chun iad a shárú fuinneamh atá mar chuid de tá sé in úsáid le hobair a dhéanamh i gcoinne na fórsaí na frithchuimilte a chaitheamh. Mar sin féin, is é an t-shárú ar an dlí imchoimeádta an fhuinnimh ach samhailfhadú, toisc go bhfuil sé ina cás speisialta na dlí ginearálta maidir le caomhnú agus athrú an fhuinnimh. Riamh disappears fuinneamh Comhlacht agus reappears: thiontú sí ach ó fhoirm amháin go ceann eile. Tá an dlí an nádúir an-tábhachtach, tá sé déanta i ngach áit. Tá sé freisin uaireanta dá ngairtear an dlí ginearálta maidir le caomhnú agus athrú an fhuinnimh.

Cumarsáid idir an fuinneamh inmheánach de chuid an chomhlachta, an cinéiteach agus an fhuinnimh a d'fhéadfadh

An fuinneamh inmheánach (U) de chuid an chomhlachta - tá sé a chuid fuinnimh iomlán de chuid an chomhlachta lúide an comhlacht CE ina iomláine agus a PE i neart an réimse seachtrach. Ón seo, is féidir linn a thabhairt i gcrích ná go bhfuil an fuinneamh inmheánach TBE tairiscint randamach de mhóilíní, idirghníomhú idir Corpoideachais agus fuinneamh vnutremolekulyarnoy. fuinneamh inmheánach - feidhm amháin-luachmhar ar an gcóras stáit, a deir an méid seo a leanas: má tá an córas sa stát seo, dhéanfadh a inmheánach an fhuinnimh a luach dúchasach, is cuma an méid a tharla roimhe.

relativism

Nuair a bheidh an luas an chomhlachta in aice leis an treoluas solais, tá fuinneamh cinéiteach le fáil de réir na foirmle seo a leanas:

Is féidir leis an fuinneamh cinéiteach de chuid an chomhlachta, an fhoirmle atá scríofa thuas, a ríomh freisin ar phrionsabal seo a leanas:

Samplaí d'fhadhbanna a aimsiú fuinneamh cinéiteach

1. Déan comparáid liathróid fuinneamh cinéiteach mheá 9 g, ag eitilt ag luas de 300 m / s, agus duine a mheá 60 kg, ag rith ag luas de 18 km / h.

Mar sin, cad a bhí againn tugtha: m ₁ = 0.009 kg; V ₁ = 300 m / s; ₂ m = 60 kg, V ₂ = 5 m / s.

réiteach:

• fuinneamh cinéiteach (eq) _go E = mv ^2: 2.
• Ní mór dúinn go léir na sonraí maidir le ríomh, agus dá bhrí sin E _a aimsiú agus don duine agus don liathróid.
• E = _K1 (x 0.009 kg (300 m / s) ²⁾ 2 = 405 J;
• _K2 = E (x 60 kg (5 m / s) ²⁾ 2 = 750 J.
• E _K1

Freagra: Is é an fuinneamh cinéiteach na liathróide níos lú ná an duine.

Ardaíodh 2. Foras 10 kg go dtí airde de 10 m, agus ina dhiaidh sin bhí sé scaoileadh. Cad CE beidh sé ag airde de 5 m? friotaíocht an aeir cead a ndearnadh faillí orthu.

Mar sin, cad atá againn a bheith tugtha: m = 10 kg; h = 10 m; ₁ u = 5 m; g = 9,81 N / kg. E _K1 -

réiteach:

• An comhlacht ar mhais a tugadh, ardaithe go dtí airde áirithe, is é an t-fuinneamh poitéinsiúil: E _p = mgh. Má thiteann an chomhlachta, tá sé ag airde h áirithe ₁ beidh allais. fuinneamh E = mgh _{éileamh 1} agus Kin. fuinneamh E _K1. Chun fuair i gceart ar an fuinneamh cinéiteach an fhoirmle, a bhfuil sé léirithe thuas, nach bhfuil ag obair, agus dá bhrí sin an fhadhb a réiteach de réir an algartam a leanas.
• Sa chéim seo, a úsáideann tú an dlí imchoimeádta an fhuinnimh, agus is féidir linn a scríobh: E _{n 1} + E _K1 = E _n.
• Ansin E _K1 = E _n - E _{n 1} = mgh - mgh ₁ = mg (hh _1).
• luachanna Chur in ionad inár fhoirmle, mór dúinn a fháil: E = 10 × _K1 9.81 (05/10) = 490.5 J.

Freagra: E _K1 = 490.5 J.

3. flywheel mais cúpla a bhfuil mais m agus an ga R, fillte ar fud timpeall aise dul trí a lár. Timfhilleadh treoluas uilleach na flywheel - ω. Chun stop a chur leis flywheel a imill atá brúite i gcoinne an bróg coscáin ag gníomhú ar sé le _cuimilte fórsa _F. Cé mhéad réabhlóidí a dhéanamh ar an flywheel le stopadh iomlán? A chur san áireamh go bhfuil an meáchan ar an flywheel dírithe ar an imeall.

Mar sin, cad atá againn a bheith tugtha: m; R; ω; F _cuimilte. N -?

réiteach:

• I an fhadhb a réiteach a glacadh flywheel móiminteam den sórt sin casadh fonsa tanaí aonchineálach le T ga agus mais m, a casadh le ω threoluas uilleach.
• Is é an fuinneamh cinéiteach de chuid an chomhlachta is comhionann le: E _a = (J ω ²⁾ 2, i gcás ina J = m R ^2.
• Flywheel stadanna ar an gcoinníoll go bhfuil gach ceann dá caitheadh ar obair TBE a shárú an _{fhrithchuimilt} fórsa frithchuimilte F _ghintear idir an bróg coscáin agus an imeall: _in E = F cuimilte * s, i gcás Is - s an t-achar stoptha, atá comhionann le 2 πRN.
• Dá bhrí sin, F * 2 _{Frithchuimilt} πRN = (M R ² ω ²⁾ 2 i gcás N = (m ω ² R): (4 π F MP).

Freagra: N = (megohms ² R): (4πF _MP).

Mar fhocal scoir

Is gné riachtanach i ngach gné den saol, toisc gan é, ní bheadh aon chomhlacht a bheith in ann chun an obair, lena n-áirítear daoine - Fuinneamh. Is dóigh linn an t-alt le fios go soiléir go bhfuil sé cumhacht, agus cur síos mionsonraithe ar gach gné de cheann de a chomhpháirteanna - an fuinneamh cinéiteach - cabhróidh sé leat tuiscint a fháil ar na próisis go leor a tharlaíonn ar ár bplainéad. Agus conas a fháil ar an fuinneamh cinéiteach, is féidir leat foghlaim ó na samplaí de foirmlí agus fadhbanna a réiteach de na nithe thuas.