Что такое кинетическая энергия Физика 8 класс

Энергия

Что такое кинетическая энергия Физика 8 класс

Конспект по физике для 7 класса «Энергия». ВЫ УЗНАЕТЕ: Что такое энергия. В каком случае тело обладает энергией. Что такое потенциальная энергия. Что такое кинетическая энергия. ВСПОМНИТЕ: Что такое механическая работа? В каком случае совершается механическая работа?

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике

Из курса физики вы узнаете о различных видах энергии: механической, тепловой, электрической, ядерной. Во всех случаях под энергией понимают запас работы, которую может совершить тело, изменяя своё состояние.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ

При определённых условиях действующие на тело силы могут совершить механическую работу. Так, сила упругости совершает работу при распрямлении пружины, поднимая груз. Сила тяжести совершит работу, если шарик отпустить и дать ему упасть на землю.

Про тело, посредством которого может совершиться работа действующими на него силами, говорят, что оно обладает энергией. Энергия — это физическая величина, характеризующая способность тела совершить работу. Чем большую работу может совершить тело, тем большей энергией оно обладает.

В рассмотренных выше примерах посредством тел совершили механическую работу. Однако если мяч лежит на поверхности Земли, а пружина совсем не деформирована, то эти тела механической энергией не обладают.

К механическим видам энергии относятся: энергия, связанная с положением тела над поверхностью Земли, энергия, связанная с деформацией тела, и энергия, связанная с движением тела.

ЕДИНИЦЫ ЭНЕРГИИ

Энергию выражают в СИ в тех же единицах, что и работу, т. е. в джоулях.

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ

От чего может зависеть энергия поднятого мячика? Очевидно, что от высоты, на которой находится мячик, т. е. энергия зависит от взаимного расположения тел — мяча и Земли.

От чего зависит энергия сжатой пружины? От деформации пружины, т. е. от взаимного расположения её витков, а витки пружины — это части одного тела.

Часто мы говорим о работе тола. При этом всегда имеется в виду, что работу совершает сила, возникающая при взаимодействии этого тела с другим.

Энергию, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела, называют потенциальной (от лат. potentia — возможность) энергией. Камень, поднятый над поверхностью «Земли, деформированная (сжатая или растянутая) пружина, сжатый газ, вода в реках, удерживаемая плотинами — всё это примеры тел, обладающих потенциальной энергией.

Огромная потенциальная энергия речной воды, поднятой плотинами, используется для получения электроэнергии. Падая с большой высоты, вода приводит в движение турбины гидроэлектростанций.

Потенциальная энергия поднятого над поверхностью Земли копра расходуется на совершение работы по забиванию свай при строительстве домов.

КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ

Движущийся автомобиль может совершить работу, а это значит, что он обладает энергией даже при выключенном моторе. Энергией обладают движущийся вагон, плывущее судно, летящий самолет.

Энергию, которой обладает тело вследствие своего движения, называют кинетической (от греч. kinema — движение) энергией.

Кинетическую энергию движущейся воды используют в работе гидроэлектростанций. Кинетическая энергия ветра приводит в движение лопасти ветряных двигателей, используемых для получения электрической энергии.

Вы смотрели Конспект по физике для 7 класса «Энергия»: Что такое энергия. В каком случае тело обладает энергией. Что такое потенциальная энергия. Что такое кинетическая энергия.
Вернуться к Списку конспектов по физике (В оглавление).

Пройти онлайн-тест «»

Источник: https://xn--7-8sb3ae5aa.xn--p1ai/jenergija/

Что такое кинетическая энергия

Что такое кинетическая энергия Физика 8 класс

Кинетическая энергия – это энергия, создаваемая движущимся телом. На греческом языке кинетика означает «движение», в то время как энергия означает «работа». Другими словами, кинетическая энергия – это работа, которую тело выполняет, когда оно движется.

Мы можем воспользоваться кинетической энергией многих природных явлений. Например, движение воды в реке превращается в электричество благодаря электростанциям. Энергия ветра – это кинетическая энергия воздуха. Когда мы прибиваем гвоздь молотком, мы используем кинетическую энергию молотка при его перемещении.

Кинетическая энергия в физике измеряется в джоулях , сокращенно буквой J.

Формула кинетической энергии

Для расчета кинетической энергии тел используется уравнение:

Это означает, что кинетическая энергия Ec равна массе тела m, умноженной на квадрат скорости v, делённые на 2.

Мы можем сделать вывод, что чем больше масса, тем больше энергия, и что энергия пропорциональна скорости, умноженной на себя.

Кинетическая энергия не является вектором. Это означает, что если вы бросаете шар со скоростью 5 м / с, шар будет иметь одинаковую кинетическую энергию, независимо от того, бросаете ли вы его влево или вправо или вверх.

Кинетическая энергия зависит от массы и скорости

Гоночные машины спроектированы с наименьшей массой для улучшения характеристик.

Кинетическая энергия зависит от массы и скорости тела. Это означает, что чем больше или быстрее объект, тем больше энергии он производит.

Примером вышесказанного может быть следующее: грузовик больше, чем автомобиль; Если оба едут с одинаковой скоростью и врезаются в стену, урон, нанесенный грузовиком, будет больше. В этом случае грузовик обладает большей кинетической энергией.

А теперь представьте: две одинаковые машины едут, одна со скоростью 50 км / ч, а другая со скоростью 100 км / ч. Чем выше скорость, тем серьезнее авария.

Таким образом, кинетическая энергия зависит от квадрата скорости. Это означает, что когда скорость объекта удваивается, его кинетическая энергия увеличивается в четыре раза.

Автомобиль, движущийся со скоростью 60 км / ч, имеет в четыре раза больше кинетической энергии, чем автомобиль, движущийся со скоростью 30 км / ч, и, следовательно, в четыре раза больший потенциал разрушения в случае аварии.

Как рассчитать кинетическую энергию тела?

В аэропорту хотят рассчитать кинетическую энергию 30-килограммовой упаковки в системе, которая движется со скоростью 0,500 м / с. Как мы это делаем?

Решение

Мы знаем массу и скорость упаковки, поэтому используем формулу:

Подставляя значения, имеем:

Рассуждение

Единицей кинетической энергии является джоуль, которая является той же для единицы работы. Обратите внимание, что, несмотря на то, что он тяжелый, его кинетическая энергия не так велика из-за его низкой скорости.

Ключевые моменты для запоминания

  • Тело имеет кинетическую энергию, только если оно находится в движении.
  • Кинетическая энергия зависит от массы и скорости тела.

Задача 1 на нахождение кинетической энергии

Слон в 6000 кг бежит со скоростью 10 м / с. Какова его кинетическая энергия? Какова скорость пушечного ядра весом 1 кг, если у него была та же самая кинетическая энергия слона?

Ответ

Используя уравнение кинетической энергии, энергия слона равна:

Рассчитав кинетическую энергию, мы можем получить скорость пули, очистив v:

Это означает, что скорость пули равна 775 м / с. Сравните это со скоростью слона: вот это разница!

Задача 2

Мужчина врезался в столб на своей машине. Когда он пошел, чтобы сообщить о катастрофе, он сказал, что ехал с допустимой скоростью во время аварии. Но следователь помнил физику 7 и 8 класса и установил, что скорость транспортного средства была в два раза выше, чем утверждал водитель. Какова взаимосвязь между кинетической энергией и скоростью, сообщаемой человеком, и кинетической энергией со скоростью, рассчитанной следователем?

Мы будем рассматривать Ec1 как кинетическую энергию транспортного средства на скорости v1, сообщаемой человеком, и Ec2 как кинетическую энергию со значением скорости v2, рассчитанным исследователем. Соотношение между кинетическими энергиями рассчитывается путем деления энергий следующим образом:

Следователь сказал, что скорость во время аварии была вдвое выше, чем сообщал человек, то есть:

Подставим значение скорости в уравнение:

Исключая похожие термины, мы имеем:

Это означает, что кинетическая энергия в соответствии со скоростью, сообщаемой человеком, составляет четверть кинетической энергии по расчетам следователя. Проще говоря, ущерб, нанесенный автомобилем, был в четыре раза больше, чем сообщал мужчина.

Источник: https://yznavai.ru/chto-takoe-kineticheskaja-jenergija/

Внутренняя энергия

Что такое кинетическая энергия Физика 8 класс

Конспект по физике для 8 класса «Внутренняя энергия». ВЫ УЗНАЕТЕ: Что такое внутренняя энергия тела. От каких факторов зависит внутренняя энергия.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как работает паяльник

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике

Механическая энергия тела складывается из его потенциальной и кинетической энергий. Один из самых фундаментальных законов природы — закон сохранения энергии гласит, что энергия никогда не исчезает и не возникает «из ничего», она только переходит из одного вида в другой и от одного тела к другому.

ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ

Поднимем резиновый мячик над полом и отпустим его. Мячик начнёт падать на пол, и его потенциальная энергия будет переходить в кинетическую. После падения мячик отскочит вверх, а его кинетическая энергия будет превращаться в потенциальную. Высота, на которую подпрыгивает мячик, с каждым разом становится всё меньше, и мячик останавливается. Означает ли это, что нарушился основной закон механики и энергия бесследно исчезла?

В опыте с резиновым мячиком причина убывания механической энергии заключается в наличии сил трения, связанных с сопротивлением воздуха и деформациями в материале мяча и пола.

Механическая энергия тратится на работу, совершаемую против сил трения, и в итоге переходит в энергию молекул. При движении в воздухе с небольшими скоростями тела практически не нагреваются.

Однако при движении с большими скоростями нагревание уже заметно (движение пули, движение космического корабля при запуске и посадке и пр.).

Проведем ещё один опыт. Для этого возьмём свинцовую плиту. Поднимем над ней свинцовый шар и отпустим. Подняв шар, мы сообщаем ему запас потенциальной энергии. При падении шар опускается всё ниже и ниже, и его потенциальная энергия уменьшается. Но в то же время скорость шара увеличивается, следовательно, кинетическая энергия возрастает. После того как шар ударится о плиту, он остановится.

Кинетическая и потенциальная энергии шара относительно плиты в этот момент равны нулю. Куда исчезла механическая энергия шара?

Механическая энергия превратилась в другую форму энергии. После удара состояние шара и плиты изменилось — они деформировались. На плите образовалась небольшая вмятина, а шар немного сплющился. Если измерить их температуру сразу после удара, обнаружится, что и шар, и плита нагрелись. Следовательно, изменился характер движения частиц, составляющих эти тела. А значит, изменилась и их энергия.

Увеличение температуры связано с увеличением кинетической энергии молекул (атомов) тела. Вы знаете, что характер взаимодействия молекул друг с другом зависит от расстояний между ними: они либо притягиваются, либо отталкиваются. Это означает, что молекулы (атомы) обладают также и потенциальной энергией.

Деформация тела приводит к изменению взаимного расположения его молекул и соответственно их потенциальной энергии. Рассматривая наш опыт, можно утверждать, что механическая энергия, которой обладал шар вначале, не исчезла бесследно. Произошла деформация тела, изменилась его температура, т. е.

изменились потенциальная и кинетическая энергии частиц, составляющих данное тело.

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

Энергию движения и взаимодействия частиц, из которых состоят тела, называют внутренней энергией тела. Внутреннюю энергию обозначают буквой U. Единицей внутренней энергии является джоуль (1 Дж).

ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

Чем больше скорость движения молекул (а следовательно, и их кинетическая энергия), тем выше температура тела. Значит, внутренняя энергия тела зависит от температуры тела.

При повышении температуры внутренняя энергия тела увеличивается, так как увеличивается средняя кинетическая энергия молекул.

При понижении температуры внутренняя энергия уменьшается.

Внутренняя энергия тела зависит от его агрегатного состояния. Действительно, в твёрдых телах, жидкостях и газах различаются как расстояния между молекулами, так и характер движения самих молекул. Следовательно, различны и потенциальная и кинетическая энергии молекул.

Внутренняя энергия тела складывается из потенциальной и кинетической энергий всех его молекул. Поэтому, чем больше молекул в теле, тем больше его внутренняя энергия. Так как масса тела складывается из масс составляющих его частиц, то внутренняя энергия зависит от массы тела при прочих равных условиях.

Причиной изменения внутренней энергии может служить также химическая реакция, т. е. реакция, в результате которой одно вещество превращается в другое, отличающееся по свойствам и составу. При такой реакции атомы и молекулы перегруппировываются, что, как правило, влечёт за собой изменение их потенциальной и кинетической энергий.

ОТ ЧЕГО НЕ ЗАВИСИТ ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ

Внутренняя энергия тела не зависит ни от механического движения тела как целого, ни от положения этого тела относительно других тел. Например, внутренняя энергия нагретого до кипения чайника с водой не зависит от того, стоит ли он на столе, или его несут из одной комнаты в другую.

ВСЕОБЩИЙ ХАРАКТЕР ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ

В процессе изучения тепловых явлений физикам стало понятно, что при переходе механической энергии во внутреннюю полная энергия сохраняется. С развитием физики человечество открывало всё новые и новые виды энергии.

Фундаментальность закона сохранения энергии заключается в том, что, несмотря на возможные переходы энергии из одной формы в другую, полная энергия остаётся величиной постоянной.

Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Внутренняя энергия». Что такое внутренняя энергия тела. От каких факторов зависит внутренняя энергия.

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Источник: http://xn--8-8sb3ae5aa.xn--p1ai/vnutrennjaja-jenergija/

Молекулярная физика Основные формулы

m — масса;

μ — молярная масса вещества;

N — число молекул;

NA = 6,02·1023 моль-1 — число Авогадро

1.2 Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа

p — давление идеального газа;

m — масса одной молекулы;

n = N/V — концентрация молекул;

V — объем газа;

N — число молекул;

— среднее значение квадрата скорости молекул.

1.3 Средняя квадратичная скорость молекул идеального газа

k = 1,38·10-23 Дж/К — постоянная Больцмана;

R = kNA = 8,31 Дж/(моль·К) — универсальная газовая постоянная;

T = t+273 — абсолютная температура;

t — температура по шкале Цельсия.

1.5 Давление идеального газа

n — концентрация молекул;

k — постоянная Больцмана;

T — абсолютная температура.

1.6 Закон Бойля-Мариотта

p — давление;

V — объем газа.

1.7 Закон Шарля

p0 — давление газа при 0 °С;

α = 1/273 °C-1 — температурный коэффициент давления.

1.11 Закон Дальтона

pi — парциальное давление i-й компоненты смеси газов.

2.1 Внутренняя энергия идеального одноатомного газа

ν — количество вещества;

R = 8,31 Дж/(моль·К) — универсальная газовая постоянная;

T — абсолютная температура.

2.2 Элементарная работа, совершаемая газом,

при изменении объема на бесконечно малую величину dV

p — давление газа.

При изменении объема от V1 до V2

2.3 Первый закон термодинамики

ΔQ — количество подведенной теплоты;

ΔA — работа, совершаемая веществом;

ΔU — изменение внутренней энергии вещества.

2.4 Теплоемкость идеального газа

ΔQ — количество переданной системе теплоты на участке процесса;

ΔT — изменение температуры на этом участке процесса.

Источник: http://fizikazadachi.ru/molekulyarnaya_fizika/

Конспект

Существуют два вида механической энергии: кинетическая и потенциальная.

Сумма кинетической и потенциальной энергии тела называется его полной механической энергией, которая зависит от скорости движения тела и от его положения относительно того тела, с которым оно взаимодействует.

  Если тело обладает энергией, то оно может совершить работу. При совершении работы энергия тела изменяется. Значение работы равно изменению энергии. (подробнее о Механической энергии в конспекте «Механическая энергия. Закон сохранения энергии»)

Внутренняя энергия

Если в закрытую пробкой толстостенную банку, дно которой покрыто водой, накачивать, то через какое-то время пробка из банки вылетит и в банке образуется туман. Пробка вылетела из банки, потому что находившийся там воздух действовал на неё с определённой силой. Воздух при вылете пробки совершил работу. Известно, что работу тело может совершить, если оно обладает энергией. Следовательно, воздух в банке обладает энергией.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как рассчитать мощность электрического тока

При совершении воздухом работы понизилась его температура, изменилось его состояние. При этом механическая энергия воздуха не изменилась: не изменились ни его скорость, ни его положение относительно Земли. Следовательно, работа была совершена не за счёт механической, а за счёт другой энергии. Эта энергия — внутренняя энергия воздуха, находящегося в банке.

Внутренняя энергия тела – это сумма кинетической энергии движения его молекул и потенциальной энергии их взаимодействия. Кинетической энергией (Ек) молекулы обладают, так как они находятся в движении, а потенциальной энергией (Еп), поскольку они взаимодействуют.  Внутреннюю энергию обозначают буквой U. Единицей внутренней энергии является 1 джоуль (1 Дж).  U = Eк + En.

Способы изменения внутренней энергии

Чем больше скорости движения молекул, тем выше температура тела, следовательно, внутренняя энергия зависит от температуры тела. Чтобы перевести вещество из твёрдого состояния в жидкое состояние, например, превратить лёд в воду, нужно подвести к нему энергию. Следовательно, вода будет обладать большей внутренней энергией, чем лёд той же массы, и, следовательно, внутренняя энергия зависит от агрегатного состояния тела.

Внутреннюю энергию можно изменить при совершении работы. Если по куску свинца несколько раз ударить молотком, то даже на ощупь можно определить, что кусок свинца нагреется. Следовательно, его внутренняя энергия, так же как и внутренняя энергия молотка, увеличилась. Это произошло потому, что была совершена работа над куском свинца.

Если тело само совершает работу, то его внутренняя энергия уменьшается, а если над ним совершают работу, то его внутренняя энергия увеличивается.

Если в стакан с холодной водой налить горячую воду, то температура горячей воды понизится, а холодной воды — повысится. В рассмотренном примере механическая работа не совершается, внутренняя энергия тел изменяется путём теплопередачи, о чем и свидетельствует понижение её температуры.

Молекулы горячей воды обладают большей кинетической энергией, чем молекулы холодной воды. Эту энергию молекулы горячей воды передают молекулам холодной воды при столкновениях, и кинетическая энергия молекул холодной воды увеличивается. Кинетическая энергия молекул горячей воды при этом уменьшается.

Теплопередача – это способ изменения внутренней энергии тела при передаче энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому без совершения работы.

Конспект урока по физике в 8 классе «Внутренняя энергия».

Следующая тема: «Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение».

Источник: https://uchitel.pro/%D0%B2%D0%BD%D1%83%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F%D1%8F-%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D1%8F/

2. Виды механической энергии

Виды ме­ха­ни­че­ской энер­гии удоб­но изоб­ра­зить с по­мо­щью схемы.

Опре­де­ле­ние. Ки­не­ти­че­ская энер­гия – часть ме­ха­ни­че­ской энер­гии, ко­то­рая опре­де­ля­ет дви­же­ние тела.

Опре­де­ле­ние. По­тен­ци­аль­ная энер­гия – энер­гия, ко­то­рую имеют тела или части од­но­го тела из-за того, что вза­и­мо­дей­ству­ют с дру­ги­ми те­ла­ми (или ча­стя­ми тел).

Обо­зна­че­ния в при­ве­ден­ных фор­му­лах:

 – масса тела, кг,

 – ско­рость дви­же­ния тела, м/с,

 – уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния, Н/кг (м/с2),

 – вы­со­та тела над по­верх­но­стью, м,

 – жест­кость пру­жи­ны, Н/м,

 – рас­тя­же­ние пру­жи­ны, м.

3. Взаимные превращения механической энергии

Кроме упо­мя­ну­тых по­ня­тий сле­ду­ет вспом­нить и то, что два типа ме­ха­ни­че­ской энер­гии могут пре­вра­щать­ся (пе­ре­хо­дить) друг в друга, на­при­мер, при па­де­нии тела (см. Рис. 2). Рас­смот­рим сво­бод­но па­да­ю­щий шарик.

Оче­вид­но, что при па­де­нии его вы­со­та над по­верх­но­стью умень­ша­ет­ся, а ско­рость уве­ли­чи­ва­ет­ся, это озна­ча­ет, что умень­ша­ет­ся его по­тен­ци­аль­ная энер­гия, а ки­не­ти­че­ская уве­ли­чи­ва­ет­ся.

Сле­ду­ет по­ни­мать, что эти два про­цес­са не про­ис­хо­дят от­дель­но, они вза­и­мо­свя­за­ны, и го­во­рят, что по­тен­ци­аль­ная энер­гия пе­ре­хо­дит в ки­не­ти­че­скую.

Рис. 2.

Пред­став­лять себе про­цес­сы пре­вра­ще­ния ме­ха­ни­че­ских энер­гий при па­де­нии тела удоб­но сле­ду­ю­щим об­ра­зом: сумму всех энер­гий (пол­ную ме­ха­ни­че­скую энер­гию) пред­ста­вить как пол­ное ведро воды с над­пи­сью «по­тен­ци­аль­ная энер­гия», из ко­то­ро­го на­чи­на­ют пе­ре­ли­вать воду в ведро с над­пи­сью «ки­не­ти­че­ская энер­гия». По­лу­ча­ет­ся, что ведро «с по­тен­ци­аль­ной энер­ги­ей» мель­ча­ет, а «с ки­не­ти­че­ской» на­пол­ня­ет­ся, общий объем воды при этом не ме­ня­ет­ся – этим уже по­яс­ня­ет­ся закон со­хра­не­ния ме­ха­ни­че­ской энер­гии.

Из при­ве­ден­но­го при­ме­ра ста­но­вит­ся ясно, что в мгно­ве­ние непо­сред­ствен­но перед па­де­ни­ем тела на по­верх­ность (вы­со­та равна нулю) вся по­тен­ци­аль­ная энер­гия пе­ре­хо­дит в ки­не­ти­че­скую (одно ведро пе­ре­ли­то в дру­гое).

Воз­ни­ка­ет во­прос, что же про­ис­хо­дит с ки­не­ти­че­ской энер­ги­ей тела после удара о по­верх­ность, ведь тело оста­нав­ли­ва­ет­ся, и его вы­со­та над по­верх­но­стью ста­но­вит­ся рав­ной нулю.

Куда же пе­ре­ш­ла вся энер­гия? Она пре­об­ра­зу­ет­ся в новый для нас тип энер­гии, о ко­то­ром мы по­го­во­рим позже.

Можно рас­смот­реть и дру­гой при­мер пре­вра­ще­ния энер­гии: ко­ле­ба­ния груза на пру­жине (см. Рис. 3). В дан­ном слу­чае на­блю­да­ет­ся по­хо­жая си­ту­а­ция – пре­вра­ще­ние по­тен­ци­аль­ной энер­гии в ки­не­ти­че­скую, и на­о­бо­рот.

Этот слу­чай от­ли­ча­ет­ся от про­цес­са па­де­ния тела тем, что в ниж­ней точке ко­ле­ба­ния груза пру­жи­на сжи­ма­ет­ся об­рат­но, тем самым поз­во­ляя про­ис­хо­дить пре­вра­ще­ни­ям энер­гий пе­ри­о­дич­но из по­тен­ци­аль­ной в ки­не­ти­че­скую, снова в по­тен­ци­аль­ную и т. д., пока не пре­кра­тят­ся ко­ле­ба­ния.

Если разо­брать­ся по­дроб­нее, то в дан­ном про­цес­се пре­вра­ще­ния энер­гий про­ис­хо­дят слож­нее, на­при­мер, при дви­же­нии груза с ниж­ней точки де­фор­ми­ро­ван­ной пру­жи­ны про­ис­хо­дит пе­ре­ход по­тен­ци­аль­ной энер­гии пру­жи­ны в по­тен­ци­аль­ную энер­гию груза (он под­ни­ма­ет­ся) и его ки­не­ти­че­скую энер­гию (он раз­го­ня­ет­ся). Т. е.

на этом при­ме­ре мы видим, что в пре­вра­ще­ни­ях могут участ­во­вать сразу несколь­ко видов энер­гий, ко­то­рые могут от­но­сить­ся к раз­ным телам (пру­жи­на и груз).

Рис. 3.

4. Введение понятия внутренняя энергия тела

Вер­нем­ся к во­про­су о том, во что пре­вра­ща­ет­ся ки­не­ти­че­ская энер­гия тела сразу после па­де­ния на по­верх­ность. Она пре­вра­ща­ет­ся во внут­рен­нюю энер­гию, что и яв­ля­ет­ся ос­нов­ным объ­ек­том изу­че­ния дан­но­го урока.

Чтобы по­нять, что такое внут­рен­няя энер­гия, сле­ду­ет об­ра­тить вни­ма­ние на мик­ро­мир ча­стиц ве­ще­ства (атомы и мо­ле­ку­лы) и вспом­нить, что они на­хо­дят­ся в непре­рыв­ном дви­же­нии, это уже под­ска­зы­ва­ет о на­ли­чии у них ки­не­ти­че­ской энер­гии, кроме того, ча­сти­цы вза­и­мо­дей­ству­ют друг с дру­гом, что при­во­дит к воз­ник­но­ве­нию у них по­тен­ци­аль­ной энер­гии.

Опре­де­ле­ние. Ки­не­ти­че­ская энер­гия дви­же­ния ча­стиц и по­тен­ци­аль­ная энер­гия их вза­и­мо­дей­ствия со­став­ля­ют внут­рен­нюю энер­гию тела. Внут­рен­нюю энер­гию обо­зна­ча­ют  и из­ме­ря­ет­ся она, как и все дру­гие виды энер­гии, в Дж (джо­у­лях).

Сле­до­ва­тель­но, имеем фор­му­лу для внут­рен­ней энер­гии тела: . Где под  по­ни­ма­ет­ся ки­не­ти­че­ская энер­гия ча­стиц тела, а под  – их по­тен­ци­аль­ная энер­гия.

Вспом­ним преды­ду­щий урок, на нем мы го­во­ри­ли о том, что дви­же­ние ча­стиц тела ха­рак­те­ри­зу­ет его тем­пе­ра­ту­ра, с дру­гой сто­ро­ны, внут­рен­няя энер­гия тела свя­за­на с ха­рак­те­ром (ак­тив­но­стью) дви­же­ния ча­стиц. Сле­до­ва­тель­но, внут­рен­няя энер­гия и тем­пе­ра­ту­ра – вза­и­мо­свя­зан­ные по­ня­тия. При по­вы­ше­нии тем­пе­ра­ту­ры тела его внут­рен­няя энер­гия тоже по­вы­ша­ет­ся, при по­ни­же­нии – умень­ша­ет­ся.

5. Связь между внутренней энергией тела и температурой

Сле­ду­ет осо­бое вни­ма­ние об­ра­тить на то, что внут­рен­няя энер­гия тела не за­ви­сит от по­тен­ци­аль­ной и ки­не­ти­че­ской энер­гии са­мо­го тела, а толь­ко от по­тен­ци­аль­ной и ки­не­ти­че­ской энер­гии его ча­стиц. Эти по­ня­тия важно не пу­тать.

6. Взаимосвязь внутренней энергии с различными типами процессов

Вза­и­мо­связь между внут­рен­ней энер­ги­ей и раз­лич­ны­ми ви­да­ми про­цес­сов можно изоб­ра­зить на схеме:

Если срав­ни­вать внут­рен­нюю энер­гию с дру­ги­ми ви­да­ми энер­гий, то она как по­ня­тие су­ще­ству­ет от­дель­но и имеет осо­бое свой­ство: любое тело при любых усло­ви­ях все­гда имеет некий запас внут­рен­ней энер­гии.

На сле­ду­ю­щем уроке мы по­го­во­рим о том, какие су­ще­ству­ют спо­со­бы из­ме­не­ния внут­рен­ней энер­гии, и по­зна­ко­мим­ся с по­ня­ти­ем теп­ло­об­мен.

Источник: https://100ballov.kz/mod/page/view.php?id=1015

10 лучших примеров кинетической энергии

Кинетическая энергия — это энергия движения: если что-то движется, говорят, что оно имеет кинетическую энергию. Согласно классической механике, кинетическая энергия (E) невращающегося объекта зависит от его массы (m) и скорости (v).

E = ½mv 2

Поскольку энергия является скалярной величиной, она не зависит от направления и всегда положительна. Если вы удвоите массу, вы удвоите и энергию. Однако, если вы удвоите скорость, энергия увеличится в четыре раза.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что выделяется на катоде и аноде

Кинетическую энергию можно разделить на три группы в зависимости от типа движения объекта.

  1. Поступательная кинетическая энергия: это энергия, обусловленная движением из одного положения в другое. Например, поезд, движущийся по рельсам, или предметы, свободно падающие под действием силы тяжести, обладают поступательной кинетической энергией.
  2. Вращательная кинетическая энергия: энергия, возникающая из-за вращательного движения. Вращение Земли является прекрасным примером вращательной кинетической энергии.
  3. Колебательная кинетическая энергия — это энергия, обусловленная колебательным движением. Движение камертона является ярким примером вибрационной кинетической энергии.

Стандартная единица измерения кинетической энергии является Джоуль. Она может передаваться между объектами и преобразовываться в другие виды энергии.

Например, бегун использует химическую энергию (предоставляемую пищей) для ускорения. В этом случае химическая энергия преобразуется в энергию движения, т.е. кинетическую энергию. Однако этот процесс не является полностью эффективным, так как много энергии теряется в тепле.

Кинетическая энергия в основном проявляется в пяти различных формах: механической, электрической, тепловой, излучающей и звуковой. Чтобы лучше объяснить это количественное свойство, мы собрали несколько простейших и наиболее основных примеров кинетической энергии, которая происходит в повседневной жизни.

1. Движущийся автомобиль

Форма механической энергии

Само определение кинетической энергии — это энергия, которой тело обладает в силу движения. По этому определению каждое движущееся транспортное средство обладает определенной кинетической энергией.

Чем больше масса и скорость транспортного средства, тем больше кинетической энергии он будет иметь. У автомобиля будет более высокая кинетическая энергия, чем у мотоцикла (учитывая, что оба движутся с одинаковой скоростью, но у автомобиля больше массы).

Точно так же летающий истребитель или космический корабль (такой как Международная космическая станция на низкой околоземной орбите) обладает очень большим количеством кинетической энергии.

2. Езда на велосипеде

Форма механической энергии

Езда на велосипеде-это богатый источник кинетической энергии. Велосипедист изначально имеет химическую энергию, хранящуюся в его организме в результате приема пищи. По мере того как он прикладывает направленную вниз силу на педаль велосипеда, химическая энергия преобразована в кинетическую энергию.

Однако такое преобразование энергии не очень эффективно. Велосипедист также использует значительное количество химической энергии для получения тепла и преодоления трения и сопротивления воздуха.

3. Падение телефона на пол

Форма механической энергии

Что происходит, когда вы случайно роняете свой телефон? Он ускоряется за счет гравитационной силы, набирая скорость и импульс.

Любой падающий объект будет продолжать ускоряться до тех пор, пока восходящая сила сопротивления воздуха полностью не уравновесит нисходящую силу, действующую из-за гравитации. В этом случае, однако, мы можем пренебречь сопротивлением воздуха, так как оно намного ниже силы тяготения.

Изначально, в самой высокой точке, телефон обладает максимальной потенциальной энергией. При падении эта энергия преобразуется в кинетическую энергию. Чем больше масса телефона, тем больше кинетической энергии он будет достигать .

Когда телефон ударяется о пол, эта кинетическая энергия переходит в производство звука, вызывая отскок телефона, и ломает или деформирует его тело.

4. Пуля, выпущенная из пистолета

Форма механической энергии

Пуля, летящая по воздуху, обладает чрезвычайно высокой кинетической энергией. Ее также называют дульной энергией. Если не принимать во внимание внешние факторы (такие как гравитация и аэродинамика), то дульная энергия примерно указывает на разрушительный потенциал данного огнестрельного оружия или патрона.

Чем быстрее движется пуля и чем она тяжелее, тем выше ее кинетическая энергия и тем больше урона она нанесет.

5. Молния во время грозы

Форма электрической энергии

Электрическая энергия — это вид кинетической энергии, вызываемой потоком отрицательно заряженных электронов. Количество энергии пропорционально скорости движения электронов: чем быстрее они движутся, тем больше энергии они несут. Именно это движение электронов и питает наши электрические устройства.

Молния во время грозы является ярким примером электрической энергии. То, что вы на самом деле видите, это мгновенный разряд электронов, вызванный статическим электричеством в облаках. По мере того, как молния нагревает воздух, она производит ударную волну, вызывая звук грозы.

6. Электричество, обеспечиваемое автомобильной аккумуляторной батареей

Форма электрической энергии

Автомобильный аккумулятор преобразует химическую энергию в электрическую, доступ к которой осуществляется через клеммы аккумулятора. Химический процесс в разрядной батарее освобождает электроны от анода к катоду. Эти движущиеся электроны обеспечивают электричество для цепей в автомобиле.

Для зарядки батареи поток электронов обратный (от катода к аноду). Кроме того, эти аккумуляторы предназначены для выпуска высокого всплеска тока, а затем быстро заряжается.

7. Вибрирующие стереодинамики

Форма звуковой энергии

Звук — это движение энергии через среду (такую как вода или воздух) и вызвано вибрациями. Звуковая энергия распространяется в виде волн и достигает наших барабанных перепонок, которые затем вибрируют, и наш мозг интерпретирует ее как звук.

тереодинамики (или все, что производит звук) работает таким же образом. Если вы проигрываете его громче и кладете на него руку, вы почувствуете, как он вибрирует. Что на самом деле происходит, так это то, что колонка движется вперед и назад, надавливая на частицы воздуха, что изменяет давление воздуха и генерирует звуковые волны.

Еще одним отличным примером может служить игра на барабанах; когда вы бьете по барабану, его поверхность вибрирует и вызывает звук.
В отличие от света, звук не может проходить через вакуум, так как нет атомов, которые могли бы передавать вибрацию.

8. Фотоны, испускаемые лампой накаливания

Форма излучающей энергии

В традиционной электрической лампочке, также называемой лампой накаливания, электрический ток перемещается от одного металлического контакта к другому. По мере того как течение пропускает через проводы и нить вольфрама, нить нагрюет до пункта где она начинает испустить фотоны, небольшие пакеты видимого света.

Лампа также производит много тепла в дополнение к свету. Лампа накаливания мощностью 60 ватт, например, преобразует 60 джоулей электрической энергии в секунду в световую и тепловую энергию — обе формы излучаемой энергии.

Энергия излучения — это энергия, которая перемещается частицами или волнами. Она генерируется электромагнитными волнами, которые мы обычно испытываем в виде тепла.

9. Радиоволны, движущиеся со скоростью света

Форма излучающей энергии

Радиоволны также движутся в форме волн. Они имеют частоты от 3 кГц до 300 ГГц и соответствующие длины волн 100 километров и 1 миллиметр. Как и другие электромагнитные волны, радиоволны движутся со скоростью света. Радиостанции используют эти волны для передачи их содержания на большие расстояния.

Другим хорошим примером излучаемой энергии являются лучи, исходящие от Солнца. Вот почему вы чувствуете себя жарче в солнечном свете, чем в тени.

10. Кипящая вода

Форма тепловой энергии

Как и энергия излучения, тепловую энергию можно испытать в виде тепла или излучения. Однако между ними есть большая разница: если энергия излучения описывает движение частиц или волн, то тепловая энергия относится к уровню активности между молекулами и атомами в объекте.

Когда атомы и молекулы движутся быстрее и сталкиваются друг с другом, они создают тепловую энергию. Из-за этого движения тепловая энергия считается формой кинетической энергии.
Кипящая вода — лучший способ визуализации тепловой энергии. При нагревании воды кинетическая энергия отдельных молекул воды увеличивается. И она продолжает расти с температурой до тех пор, пока вода не достигнет точки кипения.

Примером кинетической энергии является также геотермальная энергия, получаемая в результате вулканического действия Земли и распада природных минералов.

Источник: https://new-science.ru/10-luchshih-primerov-kineticheskoj-energii/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электрогенератор
Чему равна работа электрического тока на участке цепи

Закрыть