θεώρημα ενέργειας εργασίας
Σύμφωνα με το θεώρημα εργασίας-ενέργειας, η μεταβολή της κινητικής ενέργειας ενός σώματος είναι παρόμοια με το δίκτυο που γίνεται από τις δυνάμεις που δρουν σε αυτό. Το θεώρημα εργασίας-ενέργειας μπορεί επίσης να προέλθει από τον δεύτερο νόμο του Issac Newton.
Για να εκφράσουμε το θεώρημα εργασίας-ενέργειας, πρέπει επίσης να κατανοήσουμε την έννοια του έργου και της ενέργειας. Τόσο η εργασία όσο και η ενέργεια συνδέονται στενά μεταξύ τους. Όταν προσπαθούμε να μετακινήσουμε ένα αντικείμενο, αλλάζουμε επίσης την ενέργεια του αντικειμένου. Η ενέργεια ξοδεύεται στην εργασία. Μπορούμε να περιγράψουμε την ενέργεια ως την ικανότητα να κάνεις οποιαδήποτε εργασία.
Εργασία
Ένα έργο λέγεται ότι γίνεται όταν μια εφαρμογή δύναμης προκαλεί τη μετατόπιση ενός αντικειμένου. Η μονάδα SI στην οποία προσδιορίζεται το έργο ονομάζεται Joules, δηλ. 1 J =1 N ⋅ m =1 kg ⋅ m2/s2. Το έργο ορίζεται ως η βαθμωτή ποιότητα καθώς έχει μόνο μέγεθος και δεν έχει κατευθύνσεις.
Μαθηματικός τύπος:(F cos θ )d =F.d
Η μονάδα SI του έργου είναι Joule (J). Ενώ στο σύστημα CGS, η μονάδα εργασίας είναι η εργ. Ο τύπος διαστάσεων της εργασίας είναι ML2T-2.
Για παράδειγμα:Ας υποθέσουμε ότι χρησιμοποιείτε νήμα για να τραβήξετε μια κουρτίνα στο πάτωμα, θεωρήστε ότι η κουρτίνα είναι το σύστημά σας και η δύναμη που εφαρμόζετε για να τραβήξετε την κουρτίνα είναι ένας τύπος εξωτερικής δύναμης.
Έτσι, η ποσότητα της εργασίας που κάνετε είναι ίση με τη δύναμη που χρησιμοποιείτε για να τραβήξετε την κουρτίνα επί την απόσταση που την μετακινήσατε.
Σύμφωνα με την εξίσωση εργασίας, εάν δεν υπάρχει μετατόπιση, τότε η εργασία που γίνεται είναι 0, που σημαίνει ότι δεν έχει γίνει καμία εργασία. Υπονοεί ότι δεν γίνεται καμία εργασία όταν:-
- Δύναμη =μηδέν
- η μετατόπιση =0
- Η δύναμη και η μετατόπιση κάνουν γωνίες 90 μοιρών ή αμοιβαία κάθετες.
Ενέργεια
Η κινητική ενέργεια είναι επίσης γνωστή ως ενέργεια της κίνησης. Κάθε κινούμενο αντικείμενο έχει κινητική ενέργεια.
Η δυνητική ενέργεια ονομάζεται επίσης αποθηκευμένη ενέργεια και έχει διάφορες μορφές. Για παράδειγμα, η βαρυτική δυναμική ενέργεια αποθηκεύεται στο αντικείμενο και οφείλεται στη θέση του αντικειμένου στην επιφάνεια της γης. Πρέπει να είστε εξοικειωμένοι με τις βόλτες με τρενάκι. Όταν ένα τρενάκι του λούνα παρκ βρίσκεται στην κορυφή, έχει τη δυνητική βαρυτική ενέργεια να κατέβει.
Αυτό μπορεί να αναπαρασταθεί μαθηματικά με το θεώρημα εργασίας-ενέργειας.
Τα v2 και v1 σε αυτό το θεώρημα αναφέρονται στην τελική και αρχική ταχύτητα του αντικειμένου.
Το θεώρημα εργασίας-ενέργειας προέρχεται από τον δεύτερο νόμο της κίνησης του Νεύτωνα και τη δύναμη που εφαρμόζεται σε ένα σωματίδιο. Η άμεση ισχύς που προστίθεται στο σύστημα προσδιορίζεται υπολογίζοντας το βαθμωτό γινόμενο των δυνάμεων με την ταχύτητα του σωματιδίου.
Παραγωγή θεωρήματος εργασίας-ενέργειας
Το θεώρημα εργασίας-ενέργειας μπορεί να αναπαρασταθεί μαθηματικά από το θεώρημα εργασίας-ενέργειας.
Τα v2 και v1 σε αυτό το θεώρημα αναφέρονται στην τελική και αρχική ταχύτητα του αντικειμένου.
Το θεώρημα εργασίας-ενέργειας προέρχεται από τον δεύτερο νόμο της κίνησης του Νεύτωνα και τη δύναμη που εφαρμόζεται σε ένα σωματίδιο. Η άμεση ισχύς που προστίθεται στο σύστημα προσδιορίζεται υπολογίζοντας το βαθμωτό γινόμενο των δυνάμεων με την ταχύτητα του σωματιδίου.
Όταν η προκύπτουσα δύναμη F είναι σταθερή σε μέγεθος και κατεύθυνση και παράλληλη με την κίνηση του σωματιδίου, μπορούμε να λάβουμε την εξίσωση του θεωρήματος εργασίας-ενέργειας. Το σωματίδιο ακολουθεί μια ευθεία διαδρομή και επιταχύνεται με σταθερό ρυθμό.
Η εξίσωση F =ma εκφράζει τη σχέση μεταξύ της καθαρής δύναμης και της επιτάχυνσης και η μετατόπιση του σωματιδίου d μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας τον 2ο κανόνα κίνησης του Νεύτωνα:
Το θεώρημα εργασίας-ενέργειας προκύπτει με αυτόν τον τρόπο. Ως αποτέλεσμα, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η εργασία που γίνεται σε ένα αντικείμενο ισούται με την αλλαγή της κινητικής ενέργειας του αντικειμένου.
Συμπέρασμα
Από το άρθρο, μπορούμε να συμπεράνουμε πως το έργο και η ενέργεια συνδέονται μεταξύ τους μέσω του θεωρήματος της ενέργειας εργασίας και μπορούμε επίσης να κατανοήσουμε την εφαρμογή της αρχής της ενέργειας εργασίας. Σύμφωνα με το θεώρημα εργασίας-ενέργειας, η μεταβολή της κινητικής ενέργειας ενός σώματος είναι ίση με το συνολικό έργο που εκτελείται από τις δυνάμεις που ασκούνται σε αυτό.
