Кинетическая энергия и теорема о работе — энергии

Физика > Кинетическая энергия и теорема о работе - энергии

В теореме об изменении кинетической энергии в системе говорится, что работа, осуществляемая всеми силами, влияющими на частичку, приравнивается к изменению кинетической энергии.

Задача обучения

• Разобраться в теореме о рабочей энергии.

Основные пункты

• Работа (W), выполняемая чистой силой, приравнивающейся к перемене в кинетической энергии:
• Теорему о работе и энергии можно вывести из Второго закона Ньютона.
• Работа переносит энергию между локациями или формами. В общих системах работа способна изменить потенциальную энергию механического устройства, а также тепловую в тепловой системе или электрическую в устройстве.

Термин

• Вращательный момент (момент силы) – вращательный эффект силы (измеряется в ньютоне на метр).

Теорема о работе-энергии

Мы знаем, что работа, осуществляемая суммой всех сил, влияющих на частичку, приравнивается к трансформации кинетической энергии. Это может распространяться на твердые объекты, вычисляя работу вращательного момента.

Сила проводит работу над блоком. Кинетическая энергия возрастает вместе с количеством приложенной работы. Это соотношение обобщается в теореме о рабочей энергии

Чистая сила выполняет работу (W), соответствующую изменению кинетической энергии:

(v_i и v_f – скорости частицы до и после влияния силы, а m – масса частички).

Происхождение

Чтобы все упростить, изучим случай, где результирующая сила F выступает постоянной по величине, направлению и расположена параллельно скорости частички. Она движется по прямой линии с постоянным ускорением. Чистая сила и ускорение связываются по формуле F = ma, а смещение частички (d):

получаем:

Робота чистой силы рассчитывается как произведение ее величины и смещения частички. Подставим уравнения:

---