Основно съдържание
Физика – 11. клас (България)
Курс: Физика – 11. клас (България) > Раздел 2
Урок 9: Закон за запазване на енергията и мощност- Закон за запазване на енергията
- Схеми на енергиен баланс (СЕБ)
- Запазване на енергията: Прогнозиране на промени в енергията
- Запазване на енергията: Числови изчисления
- Преговор върху запазване на енергията
- Мощност
- Зависимост между мощност и енергия
- Преговор на мощност
© 2023 Khan AcademyУсловия за ползванеДекларация за поверителностПолитика за Бисквитки
Преговор върху запазване на енергията
Преговори ключовите концепции, формули и умения, свързани със за запазването на енергията, механичната енергия и неконсервативната работа.
Основни понятия
Термин (символ) | Значение |
---|---|
Закон за запазване на енергия | Общата енергия на изолирана система е постоянна. Енергията не се създава или разрушава, тя може само да преминава от един вид в друг или от една система в друга. |
Механична енергия (E, start subscript, start text, m, end text, end subscript) | Сборът на кинетичната и потенциалната енергия. Международни мерни единици джаули (start text, J, end text). |
Принцип за запазване на механичната енергия | Ако само консервативните сили извършват работа, механичната енергия на една система е постоянна при всеки процес. |
Термална енергия | Вътрешна енергия, налична в системата поради температурата ѝ. |
Неконсервативна работа (W, start subscript, start text, N, C, end text, end subscript) | Работа, извършена от неконсервативна сила. Пример е извършената работа от триенето, което произвежда термална енергия. Международни мерни единици джаули (start text, J, end text). |
Формули
Уравнение | Разбор на символи | Значение в думи |
---|---|---|
E, start subscript, start text, m, end text, end subscript, equals, K, plus, U | E, start subscript, start text, m, end text, end subscript е механична енергия, K е кинетична енергия, U е потенциална енергия. | Общата механична енергия на една система е сборът от общата кинетична и общата потенциална енергия. |
K, start subscript, 0, end subscript е начална кинетична енергия, U, start subscript, 0, end subscript е начална потенциална енергия, K е крайна кинетична енергия, U е крайна потенциална енергия, delta, K е промяна на кинетична енергия, а delta, U е промяната на потенциалната енергия. | Началната механична енергия на една система е равна на крайната механична енергия на системата, когато не е извършена работа от неконсервативни сили (принцип за запазване на механичната енергия). | |
K, start subscript, 0, end subscript е начална кинетична енергия, U, start subscript, 0, end subscript е начална потенциална енергия, K е крайна кинетична енергия, U е крайна потенциална енергия, delta, K е промяна на кинетичната енергия, delta, U е промяна на потенциалната енергия, а W, start subscript, start text, N, C, end text, end subscript е работата от неконсервативните сили. | Промяната на механичната енергия на една система е равна на общата работа, извършена върху системата от всички неконсервативни сили. |
Как да запишем уравнението за запазване на енергията
Уравнение за запазване на енергията
е винаги вярно при всякакви сценарии. Но уравнението за запазване може да изглежда различно в зависимост от задачата, понеже може да са включени различни сили и видове енергии. За да запишем правилното уравнение за запазване на енергията:
- Чертаем схема на сценария, записваме известната ни информация и идентифицираме системата. Не забравяй, че потенциалната енергия и работата, извършена от триенето, трябва да включват две тела.
- Реши къде ще са началното и крайното местоположения за анализиране на запазването на енергия, като включим търсеното неизвестно в едно от местоположенията ни и цялата известна информация в другото местоположение. Отбелязване на кинетичните и потенциалните енергии в тези две точки.
- Поставяме по-ниската от двете позиции да е местоположението с височина нула. Това елиминира члена за потенциална енергия в това местоположение и опростява уравнението ни за запазване на енергията.
- Ако няма неконсервативни сили като триене, тогава използваме запазването на механична енергия:
Или ако има неконсервативни сили, тогава включи W, start subscript, start text, N, C, end text, end subscript с крайните енергии:
- Съкрати всеки член за енергията, който е нула, за да опростиш уравнението. Например, ако системата няма движение в началната или крайната позиция, махни членовете за кинетичната енергия от уравнението.
Чести грешки и погрешни разбирания
- Уравнението за запазване на енергия сравнява само енергията на системата в крайната и началната точка във времето. Може да има различни комбинации енергия между тези две точки, но уравнението, което използваме, се занимава само с крайната и началната енергия.
Например помисли за пускането на топка на пружина (виж фигура 1 по-долу). За системата пружина-маса-Земя можем да анализираме енергията от момента на пускане на топката (вляво) до точката, в която топката е в най-ниската точка на пружината (вдясно). Започва се изцяло с гравитационна потенциална енергия, преминава към комбинация от кинетична и гравитационна потенциална енергия, докато топката пада, и в края имаме само възстановителна потенциална енергия.
Уравнението за запазване на енергия за системата топка-пружина-Земя от точката на пускане и позицията на максимална компресия на пружината е
Въпреки че топката се движи по време на падането, топката няма кинетична енергия в началната и крайната точка.
- Хората погрешно смятат, че енергията на едно тяло е постоянна. Общата енергия на Вселената е постоянна, но енергията може да бъде прехвърляне между системи, които дефинираме във Вселената. Ако една система получи енергия, друга система трябва да е изгубила енергия, за да се запази общата енергия във Вселената.
Пример за това е да бутнеш приятел с шейна. Приятелят ти в началото е в покой, но след бутането има кинетична енергия. Силата ти на бутане е прехвърлила енергия към приятеля ти.
Научи повече
За по-задълбочени обяснения за законите за запазване на енергията виж видеото ни за законите за запазване на енергия и диаграмите на енергията.
За да провериш знанията си и да усъвършенстваш тези концепции, виж упражненията ни за прогнозиране на промени на енергията и използване на запазването на енергия, за да намерим числово някоя неизвестна.
Искаш ли да се присъединиш към разговора?
Все още няма публикации.