Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Кінетична енергія



План:


Введення

Кінетична енергія - енергія механічної системи, що залежить від швидкостей руху її точок. Часто виділяють кінетичну енергію поступального і обертального руху.

Одиниця виміру в системі СІ - Джоуль.

Більш строго, кінетична енергія є різниця між повною енергією системи та її енергією спокою; таким чином, кінетична енергія - частина повної енергії, обумовлена рухом.


1. Історія

Вперше поняття кінетичної енергії було введено в працях Г. Лейбніца, присвячених поняттю " живої сили "

2. Фізичний сенс

Розглянемо систему, що складається з однієї частки, і запишемо другий закон Ньютона :

m \ vec a = \ vec F

\ Vec {F} - Є результуюча всіх сил, що діють на тіло. Скалярно помножимо рівняння на переміщення частинки {\ Rm d} \ vec s = \ vec v {\ rm d} t . Враховуючи, що \ Vec a = \ frac {{\ rm d} \ vec {v}} {{\ rm d} t} , Отримаємо:

{\ Rm d} \ left ({{mv ^ 2} \ over {2}} \ right) = \ vec F {\ rm d} \ vec s

Якщо система замкнута, тобто \ Vec F = 0 , То d \ left ({{m v ^ 2} \ over {2}} \ right) = 0 , А величина

T = {{m v ^ 2} \ over 2}

залишається постійною. Ця величина називається кінетичною енергією частинки. Якщо система ізольована, то кінетична енергія є інтегралом руху.

Для абсолютно твердого тіла повну кінетичну енергію можна записати у вигляді суми кінетичної енергії поступального та обертального руху:

T = \ frac {mv ^ 2} {2} + \ frac {\ mathcal {I} \ vec \ omega ^ 2} {2}

де:

\ M - Маса тіла

\ V - Швидкість центру мас тіла

\ Mathcal {I} - момент інерції тіла

\ Vec \ omega - кутова швидкість тіла.


3. Фізичний сенс роботи

Робота всіх сил, що діють на частинку, йде на приріст кінетичної енергії частинки:

\ A_ {12} = T_2 - T_1

4. Релятивізм

При швидкостях, близьких до швидкості світла, кінетична енергія якого об'єкта дорівнює

T = \ frac {m c ^ 2} {\ sqrt {1 - v ^ 2 / c ^ 2}}-m c ^ 2

де:

\ M - маса об'єкта;

\ V - швидкість руху об'єкту в інерціальній системі відліку;

\ C - швидкість світла у вакуумі ( \ M c ^ 2 - енергія спокою).

Цю формулу можна переписати в наступному вигляді:

T = \ frac {m v ^ 2} {1 - v ^ 2 / c ^ 2 + \ sqrt {1 - v ^ 2 / c ^ 2}}

При малих швидкостях ( \ V \ ll c ) Останнє співвідношення переходить у звичайну формулу {1 \ over 2} m v ^ 2 .


5. Співвідношення кінетичної і внутрішньої енергії

Кінетична енергія залежить від того, з яких позицій розглядається система. Якщо розглядати макроскопічний об'єкт (наприклад, тверде тіло видимих ​​розмірів), то тіло нерухомо як єдине ціле, і можна говорити про таку форму енергії, як внутрішня енергія. Кінетична енергія в цьому випадку з'являється лише тоді, коли тіло рухається як ціле.

Те ж тіло, що розглядається з мікроскопічної точки зору, складається з атомів і молекул, і внутрішня енергія обумовлена ​​рухом атомів і молекул і розглядається як наслідок теплового руху цих частинок, а абсолютна температура тіла прямо пропорційна середньої кінетичної енергії такого руху атомів і молекул. Коефіцієнт пропорційності - Постійна Больцмана.



Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Молекулярно-кінетична теорія
Корпускулярно-кінетична теорія М. В. Ломоносова
Енергія
Нульова енергія
Дулова енергія
Внутрішня енергія
Вільна енергія
Темна енергія
Енергія активації
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru