Механічна та кінетична енергія - 3 - й курс - Фізика - Хімія - Диплом коледжу
Механічна та кінетична енергія - 3 - й курс - Фізика - Хімія - Коледж - Brevet des colleges
- Що таке кінетична енергія ?
- Що таке механічна енергія ?
- Що таке позиційна енергія ?
- Чому швидкість небезпечна ?
I. Лексика та основний принцип
Енергія:
Ми говоримо, що тіло має енергію, якщо воно може здійснити дію над собою або над іншими
тіло. Коли енергія тіла змінює форму: це називається перетворенням енергії.
Коли енергія одного тіла передається іншим тілам, ми говоримо про передачу енергії.
Згадаймо: "Нічого не втрачено, нічого не створено, все перетворено" (Лавуазьє)
Енергія не може ні з’являтися, ні зникати, але відповідає або передачі енергії іншим тілом, або перетворенню енергії.
1. Енергія положення:
Об’єкт, що знаходиться поблизу Землі, має енергію завдяки гравітаційній взаємодії, яка існує між цим об’єктом і Землею. Ця енергія проявляється падінням об’єкта.
Оскільки ця енергія залежить від висоти об’єкта, вона залежить від його положення.
Ми говоримо, що об’єкт має позиційну енергію, яку ми позначаємо Еп.
Коли об'єкт відсувається від землі, його позиційна енергія збільшується, тому позиційна енергія залежить від висоти (або висоти) об'єкта, а також його маси.
Приклад 01:
У гідравлічній дамбі вода утримується на певній висоті над електростанцією.
Відкриття дамби змушує воду текти по каналу до турбіни електростанції.
Якби не було різниці висот між електростанцією та дамбою, тоді вода не текла б, а електростанція не працювала.
Приклад 02:
Тут знаходиться метеоритний кратер.
Які параметри будуть змінювати розмір кратерів ?
Розмір кратерів залежить від маси
метеорит і висота, на яку він впав.
Висновок:
Тіло має енергію, яка залежить від його висоти та ваги в околицях Землі.
Тому ми пов’язуємо з будь-яким тілом позиційну енергію (Ep), яка збільшується, якщо збільшуються його висота та вага на Землі.
2. Енергія руху або кінетична енергія
Кінетична енергія (Ec) - це енергія, якою тіло володіє завдяки своєму руху.
1) На глину, але на різній висоті, опускаємо дві кульки петанку однакової маси.
Ця енергія залежить від швидкості руху тіла:
Чому вплив на глину різний? ?
2) На глину опускаємо дві кульки петанку різної маси. мА> мБ
Чому вплив на глину різний? ?
У двох попередніх випадках після удару кінетичні енергії все ще існують ?
Якими вони стали ?
Відразу після удару кульки петанку більше не мають швидкості, тому їх кінетична енергія стає нульовою.
Кінетична енергія куль петанку перетворена в енергію деформації.
Співвідношення, що надає кінетичну енергію твердого тіла при перекладі (прямолінійний рух):
З Ec в джоулях (J), маса м у кг і швидкість v в м/с.
3. Механічна енергія:
Механічна енергія тіла (Em) - це сума його позиційної енергії та кінетичної енергії:
Приклад 1: Об'єкт, який падає на Землю, набуває енергію, падаючи. Чим вище воно падає, тим швидше воно матиме і тим сильнішим буде вплив на Землю. З цього приводу див. Гради 25 травня 2009 р. При діаметрі 10 см, асимільованому до сфери радіусом 5 см, виходить об’єм 500 см3, тобто майже 500 г льоду. Потім їм вистачає енергії для розбиття ламінованих вітрових скла, плитки, пробиття цементно-волокнистих листів.
Приклад 2: Водоспад дамби. Вода у водоймі нерухома, але після падіння вона набуває значної енергії, що дозволить турбіні крутитися і виробляти електроенергію. Вода має енергію швидкості на дні дамби, яку також називають кінетичною енергією, але яка енергія перетворюється на кінетичну енергію ?
Енергія, яку має вода на початку, - це енергія, пов’язана з її висотою, її ще називають енергією положення. Впавши, позиційна енергія перетворюється на кінетичну. Енергія положення зменшується, тоді як кінетична енергія збільшується. Сума цих двох енергій називається механічною енергією, і вона залишається постійною.
4. Чому швидкість небезпечна? Швидкість небезпечна, оскільки гальмівний шлях безпосередньо залежить від цієї швидкості, але в квадраті. Отже, подвоївши свою швидкість, я помножую свій гальмівний шлях на 4, отже, і небезпека для швидкості. Це пов’язано з тим, що гальмівний шлях пропорційний кінетичній енергії.
Висновок:
Об'єкт поблизу Землі, як крапля води, має енергію положення Ep завдяки своїй вазі (гравітаційна дія Землі на цей об'єкт). Позиційна енергія об'єкта зменшується із зменшенням його висоти. Рухомий об’єкт, як крапля у водоспаді, має енергію руху: кінетичну енергію Ec. Ця кінетична енергія збільшується зі збільшенням швидкості руху об’єкта. Механічною енергією Em об'єкта називають суму позиційної енергії та кінетичної енергії цього об'єкта. Якщо тіло не зазнає будь-якої дії, окрім його ваги (наприклад, без тертя), тоді його механічна енергія зберігається. Це означає, що будь-яке зменшення позиційної енергії компенсується збільшенням кінетичної енергії і навпаки.