1. Что такое энергия?
Энергия – это физическая величина, которой обладают тела, способные совершить работу.
Энергия – это физическая величина, которой обладают тела, способные совершить работу.
Энергия измеряется в джоулях (Дж).
Энергия бывает потенциальной и кинетической. Кинетическая энергия – это энергия, которой обладает тело вследствие своего движения. Потенциальная энергия – это энергия, которой обладают тела вследствие взаимодействия между собой или тело вследствие взаимодействия его частей друг с другом.
Примеры тел, обладающих кинетической энергией: движущийся автомобиль, идущий человек, летящий шарик; поезд, едущий по рельсам.
Чтобы уменьшить кинетическую энергию до нуля, нужно снизить скорость тела до нуля, то есть остановить его.
Потенциальной энергией обладают тела, поднятые над землей. Потенциальной энергией обладает всякое упруго деформированное тело.
Потенциальная энергия зависит от взаимного положения тел или частей тела, потому что потенциальная энергия зависит от высоты, на которую поднято тело.
Чтобы экспериментально доказать, что тело, поднятое над землей, обладает потенциальной энергией, нужно тело поднять над землей и отпустить, падая, оно сможет совершить работу, например передвинуть другое тело. Чем выше над землей поднято тело, тем большую работу оно может совершить. Потенциальная энергия тела, находящегося над землей на какой-то высоте, равна работе силы тяжести, совершаемой при падении тела на землю.
Потенциальная энергия не изменяется при движении тела по горизонтали, потому что потенциальная энергия зависит от высоты, на которую поднято тело, то есть от вертикальной составляющей.
Механическая энергия тела – это сумма кинетической и потенциальной энергии тела (системы тел).
Потенциальная энергия тела зависит от массы этого тела и высоты, на которую это тело было поднято.
Еп = mgh, m = ρgV. Если кусок мрамора и кусок свинца находятся на одной высоте и обладают одинаковым объемом, то разница в потенциальной энергии будет зависеть от плотности этих тел. Так как плотность свинца (ρ = 11300 кг/м3) больше плотности мрамора (ρ = 2700 кг/м3), то и потенциальная энергия свинца будет больше потенциальной энергии мрамора.
|
Дано: m1 = m m2 = 2m \(\nu\) = \(\nu\)1 =\(\ \nu\)2 |
Решение: Ек1 = \(\frac{\ m\nu^{2}\ \ }{2}\) Ек2 = \(\frac{\ 2m\nu^{2}\ \ }{2}\) Ек1/Ек2 = \(\frac{\ m\nu^{2}\ \ }{2m\nu^{2}}\) = \(\frac{\ 1\ \ \ }{2}\) Кинетическая энергия первого тела в два раза больше кинетической энергии второго тела, она прямо пропорциональна массе тела. Ответ: Ек1/Ек2 = \(\frac{\ 1\ \ \ }{2}\) . |
|---|---|
| Ек1/Ек2 – ? |
|
Дано: m1 = m2 = m \(\nu\)1 = 2\(\nu\) \(\nu\)2 = \(\nu\) |
Решение: Ек1 = \(\frac{\ m{(2\nu)}^{2}\ \ }{2}\) Ек2 = \(\frac{\ m\nu^{2}\ \ }{2}\) Ек1/Ек2 = \(\frac{\ m{(2\nu)}^{2}\ \ }{m\nu^{2}}\) = 4 Кинетическая энергия первого тела в четыре раза больше кинетической энергии второго тела. Ответ: Ек1/Ек2 = 4. |
|---|---|
| Ек1/Ек2 – ? |
|
Дано: m = 0,5 кг \(\nu\) = 72 км/ч |
СИ 20 м/с |
Решение: Ек = \(\frac{\ m\nu^{2}\ \ }{2}\) Ек = \(\frac{\ 0,5 \times 20^{2}\ \ }{2}\) = 100 (Дж) Ответ: Ек = 100 Дж. |
|---|---|---|
| Ек – ? |
|
Дано: m = 50 кг Ек = 1,6 кДж |
СИ 1600 Дж |
Решение: Ек = \(\frac{\ m\nu^{2}\ \ }{2}\) \(\nu\) = \(\sqrt{\frac{\ 2Ек\ \ }{m}}\) \(\nu\) = \(\sqrt{\frac{\ 2\ \times 1600\ \ }{50}}\) = 64 (м/с) Ответ: \(\nu\) = 64 м/с. |
|---|---|---|
| \(\nu\) – ? |
|
Дано: ΔЕк = 50 Дж |
Решение: А = Ек2 – Ек1 = ΔЕк = 50 (Дж) Ответ: А = 50 Дж. |
|---|---|
| А – ? |
|
Дано: m1 = m m2 = 2m h1 = 2h h2 = h |
Решение: Еп1 = 2mgh Еп2 = 2mgh Еп1/Еп2 = \(\frac{\ 2mgh\ \ }{2mgh}\) = 1 Это значит, что потенциальные энергии равны. Ответ: Еп1/Еп2 = 1. |
|---|---|
| Еп1/Еп2 – ? |
|
Дано: m = 10 кг h = 6 м g = 9,8 \(\frac{м}{с^{2}}\) |
Решение: Еп = mgh Еп = 10 × 9,8 × 6 = 588 (Дж) Ответ: Еп = 588 Дж. |
|---|---|
| Еп – ? |
Масса тела m = 60 кг; Еп = mgh.
Потенциальная энергия тела на первом этаже: h = 2,7 м; Еп1 = 60 × 9,8 × 2,7 = 1587,6 Дж.
Потенциальная энергия тела на пятом этаже: h = 13,5 м; Еп2 = 60 × 9,8 × 13,5 = 7938 Дж.
ΔЕп = Еп2 – Еп1 = 7938 – 1587,6 = 6350,4 Дж
Изменение потенциальной энергии моего тела при подъеме с первого этажа на второй составляет 6350,4 Дж.