Sport. Zdrowie. Odżywianie. Sala gimnastyczna. Dla stylu

Całkowita energia mechaniczna i siła tarcia. Prawo zachowania energii. Przetwarzanie energii pod wpływem grawitacji; siły sprężyste; siły tarcia


Gotowe prace

STOPIEŃ DZIAŁA

Wiele już minęło i teraz jesteś absolwentem, jeśli oczywiście napiszesz pracę magisterską w terminie. Ale życie jest takie, że dopiero teraz staje się dla ciebie jasne, że przestając być studentem, stracisz wszystkie studenckie radości, z których wielu nigdy nie próbowałeś, odkładając wszystko i odkładając na później. A teraz zamiast nadrabiać zaległości pracujesz nad swoją pracą dyplomową? Jest na to doskonałe rozwiązanie: pobierz potrzebną pracę dyplomową z naszej strony - a od razu będziesz mieć mnóstwo wolnego czasu!
Prace dyplomowe obroniono z sukcesem na czołowych uniwersytetach Republiki Kazachstanu.
Koszt pracy od 20 000 tenge

KURS DZIAŁA

Projekt kursu jest pierwszą poważną pracą praktyczną. Przygotowanie do opracowania projektów dyplomowych rozpoczyna się wraz z napisaniem zajęć. Jeśli student nauczy się poprawnie przedstawiać treść tematu w projekt kursu i sporządzisz go poprawnie, to w przyszłości nie będzie miał problemów ani z pisaniem raportów, ani ze sporządzaniem tezy ani przy wdrażaniu innych zadania praktyczne. Aby pomóc uczniom w pisaniu tego typu pracy studenckiej i wyjaśnić pytania, które pojawiają się w trakcie jej przygotowywania, a właściwie o to chodzi sekcja informacyjna.
Koszt pracy od 2500 tenge

DYSERTACJE MAGISTERSKIE

Aktualnie na wyższym instytucje edukacyjne W Kazachstanie i krajach WNP bardzo powszechny jest poziom wyższego wykształcenia zawodowego następujący po uzyskaniu tytułu licencjata – stopień magistra. W ramach studiów magisterskich studenci kształcą się w celu uzyskania tytułu magistra, który w większości krajów świata jest uznawany bardziej niż tytuł licencjata i jest również uznawany przez zagranicznych pracodawców. Efektem studiów magisterskich jest obrona pracy magisterskiej.
Udostępnimy Państwu aktualny materiał analityczny i tekstowy, cena obejmuje 2 artykuły naukowe i abstrakcyjne.
Koszt pracy od 35 000 tenge

RAPORTY Z PRAKTYK

Po odbyciu każdego rodzaju stażu studenckiego (edukacyjnego, przemysłowego, przedszkolnego) wymagane jest sprawozdanie. Dokument ten będzie potwierdzeniem praktycznej pracy studenta i podstawą do wystawienia oceny z praktyki. Zwykle, aby sporządzić protokół ze stażu, należy zebrać i przeanalizować informacje o przedsiębiorstwie, rozważyć strukturę i tryb pracy organizacji, w której odbywa się staż, a także sporządzić planie kalendarza i opisz swoje zajęcia praktyczne.
Pomożemy Ci napisać raport ze stażu, uwzględniający specyfikę działalności konkretnego przedsiębiorstwa.

Ciało o masie 0,5 kg rzucono pionowo w górę z prędkością 4 m/s. Znajdź pracę wykonaną przez grawitację, zmianę energii potencjalnej i tę zmianę energia kinetyczna podczas podnoszenia ciała na maksymalną wysokość
ROZWIĄZANIE

Ciało o masie 400 g spada swobodnie z wysokości 2 m. Znajdź energię kinetyczną ciała w chwili uderzenia o ziemię
ROZWIĄZANIE

Znajdź energię potencjalną ciała o masie 100 g rzuconego pionowo w górę z prędkością 10 m/s w najwyższym punkcie wzniesienia
ROZWIĄZANIE

Ciało o masie 3 kg spada swobodnie z wysokości 5 m. Znajdź energię potencjalną i kinetyczną ciała w odległości 2 m od powierzchni ziemi
ROZWIĄZANIE

Kamień rzucono pionowo w górę z prędkością v0 = 10 m/s. Na jakiej wysokości H energia kinetyczna kamienia jest równa jego energii potencjalnej
ROZWIĄZANIE

Jakie są wartości energii potencjalnej i kinetycznej strzały o masie 50 g, wystrzelonej z łuku z prędkością 30 m/s pionowo w górę, 2 s po rozpoczęciu ruchu?
ROZWIĄZANIE

Z jaką prędkością początkową v0 należy rzucić pionowo w dół piłkę z wysokości H, aby po uderzeniu w ziemię skoczyła względem poziomu początkowego na wysokość: a) Δh = 10 m; b) Δh = h? Rozważ uderzenie jako całkowicie elastyczne
ROZWIĄZANIE

Ciało rzucono z prędkością v0 pod kątem do poziomu. Oblicz jego prędkość na wysokości h
ROZWIĄZANIE

Początkowa prędkość pocisku wynosi 600 m/s, a jego masa wynosi 10 g. Pod jakim kątem do horyzontu wyleciał z lufy, jeżeli jego energia kinetyczna w najwyższym punkcie trajektorii wynosi 450 J.
ROZWIĄZANIE

Ładunek o masie 25 kg zawieszony jest na linie o długości 2,5 m. Na jaką maksymalną wysokość można przesunąć ładunek na bok, aby lina nie pękła podczas dalszych swobodnych huśtań? Maksymalna siła naciągu, jaką sznur może wytrzymać bez zerwania, wynosi 550 N
ROZWIĄZANIE

Wahadło o masie m jest odchylone od pionu pod kątem α. Jakie jest napięcie struny, gdy wahadło przechodzi przez położenie równowagi?
ROZWIĄZANIE

W doświadczenie szkolne z martwą pętlą (ryc. 47) blok o masie m jest uwalniany z wysokości h = 3R (R jest promieniem pętli). Z jaką siłą klocek naciska na podporę w dolnym i górnym punkcie pętli?
ROZWIĄZANIE

Przedmiot o masie m obraca się na nitce w płaszczyźnie pionowej. O ile większe jest naprężenie nici w dolnym punkcie niż w górnym?
ROZWIĄZANIE

Przygotowując pistolet sprężynowy do oddania strzału, sprężynę o sztywności 1 kN/m ściśnięto o 3 cm. Jaką prędkość uzyska pocisk o masie 45 g wystrzelony w kierunku poziomym?
ROZWIĄZANIE

Ile razy zmieni się prędkość pocisku z pistoletu sprężynowego, gdy zostanie wystrzelony w kierunku poziomym: a) gdy naprężenie sprężyny wzrośnie 2-krotnie; b) przy wymianie sprężyny na inną, której sztywność jest 2 razy większa; c) przy 2-krotnym wzroście masy pocisku? W każdym przypadku wszystkie pozostałe wielkości, od których zależy prędkość, pozostają niezmienione
ROZWIĄZANIE

Znajdź prędkość v pocisku z pistoletu sprężynowego o masie m wystrzelonego pionowo w górę, jeśli sztywność sprężyny wynosi k, a ściskanie wynosi x. Czy pocisk nabierze tej samej prędkości, gdy zostanie wystrzelony poziomo i pionowo w górę?
ROZWIĄZANIE

Artysta cyrkowy o masie 60 kg wpada do rozciągniętej siatki z wysokości 4 m. Jaka siła działa na artystę, jeśli siatka ugnie się o 1 m?
ROZWIĄZANIE

Żyłka o długości 1 m ma wytrzymałość na rozciąganie 26 N i sztywność 2,5 kN/m. Jeden koniec żyłki przymocowano do wspornika znajdującego się nad podłogą na wysokości ponad 1 m, a do drugiego końca przywiązano ładunek o masie 50 g. Ładunek podniesiono do punktu zawieszenia i zwolniono. Czy linia się zerwie?
ROZWIĄZANIE

Uczeń posługując się hamownią o sztywności sprężyny k = 100 N/m porusza się ruchem jednostajnym drewniany blok masę m = 800 g wzdłuż deski w odległości l = 10 cm Porównaj pracę A1 na pokonanie tarcia z pracą A2 na rozciągnięcie sprężyny, zanim klocek zacznie się poruszać, jeśli współczynnik tarcia μ = 0,25.
ROZWIĄZANIE

Trolejbus o masie 15 ton rusza z przyspieszeniem 1,4 m/s2. Znajdź pracę wykonaną przez siłę uciągu i pracę wykonaną przez siłę oporu na pierwszych 10 m drogi, jeśli współczynnik oporu wynosi 0,02. Jaką energię kinetyczną uzyskał trolejbus?
ROZWIĄZANIE

Rysunek 48 przedstawia wykres rzutowania prędkości autobusu o masie 20 ton w funkcji czasu. Oblicz pracę wykonaną przez siłę ciągu w ciągu 20 s, jeśli współczynnik oporu wynosi 0,05. Jaka jest zmiana energii kinetycznej autobusu
ROZWIĄZANIE

Samochód o masie 2 ton zahamował i zatrzymał się po przejechaniu drogi 50 m. Znajdź pracę wykonaną przez siłę tarcia i zmianę energii kinetycznej samochodu, jeśli droga jest pozioma, a współczynnik tarcia wynosi 0,4.
ROZWIĄZANIE

Znaleźć średnią siłę oporu gruntu F, gdy pala jest w nim zanurzony, jeżeli pod wpływem uderzenia części młotka do pala spadającego z wysokości h = 1,4 m o masie m = 6 t, pala zanurza się w gruncie w odległości l = 10 cm Pomiń masę stosu
ROZWIĄZANIE

Z jaką prędkością poruszał się pociąg o masie 1500 ton, jeżeli pod wpływem siły oporu 150 kN przejechał drogę 500 m od chwili rozpoczęcia hamowania?
ROZWIĄZANIE

Rowerzysta po zaprzestaniu pedałowania zmniejszył prędkość z 10 do 8 m/s na poziomym odcinku ścieżki o długości 36 m. Znajdź współczynnik oporu. Jaki procent energii kinetycznej zamienia się na energię wewnętrzną
ROZWIĄZANIE

Z garbu zjeżdżają dwa samochody – jeden załadowany, drugi pusty. Porównaj odległość, jaką samochody przebędą na odcinku poziomym przed zatrzymaniem, jeśli współczynniki oporu obu samochodów są takie same
ROZWIĄZANIE

Ciało zsuwa się z pochyłej płaszczyzny o długości L i kącie nachylenia a. Jaka jest prędkość ciała u podstawy płaszczyzny, jeśli współczynnik tarcia wynosi p
ROZWIĄZANIE

Sanki zjeżdżają po zjeżdżalni o wysokości h = 2 m i podstawie = 5 m, która zatrzymuje się po przejechaniu poziomej ścieżki s = 35 m od podstawy zjeżdżalni. Znajdź współczynnik tarcia, zakładając, że jest taki sam na całej drodze. W podobny sposób wyznaczyć doświadczalnie współczynnik tarcia, na przykład pomiędzy pudełkiem zapałek a linijką ucznia
ROZWIĄZANIE

Do wyznaczenia współczynnika tarcia wykorzystano instalację pokazaną na rys. 49, a. Trzymając w dłoni klocek o masie m, zawieś na nitce ciężarek o masie M, a następnie puść klocek. Ciężar obniża się o H, przesuwając blok wzdłuż płaszczyzny o odległość l (ryc. 49, b). Wyprowadź wzór na obliczenie współczynnika tarcia μ. Jeśli to możliwe, wykonaj taki eksperyment
ROZWIĄZANIE

Sanki o masie 10 kg zjechały z góry o wysokości 5 m i zatrzymały się na poziomym odcinku. Jaką minimalną pracę wykona chłopiec, przesuwając sanki po linii toczenia?
ROZWIĄZANIE

Blok o masie m (ryc. 50), przymocowany do dynamometru za pomocą gwintu, jest odciągany ręcznie; jednocześnie zanotuj odczyty F na hamowni i zmierz linijką (na skali dynamometru) rozciągnięcie x sprężyny. Następnie puszcza się klocek i mierzy się drogę l przebytą przez klocek do przystanku. Znając F, x l, możemy wyznaczyć współczynnik tarcia μ pomiędzy klockiem a deską. Wyprowadź wzór na obliczenie współczynnika tarcia. Wykonaj swoją pracę, jeśli to możliwe. (Sprężyna musi być rozciągnięta, aby po całkowita redukcja sprężyny dynamometru, blok przebył większą odległość.)
ROZWIĄZANIE

Cysterna z paliwem o masie 5 ton zbliża się do wzniesienia o długości 200 m i wysokości 4 m z prędkością 15 m/s. Pod koniec wznoszenia jego prędkość spadła do 5 m/s. Współczynnik oporu wynosi 0,09. Znaleźć: a) zmianę energii potencjalnej cysterny; b) zmiana energii kinetycznej; c) praca siły oporu; d) praca siły trakcyjnej; d) siła uciągu cysterny z paliwem
ROZWIĄZANIE

Spadochroniarz o masie 80 kg oddzielił się od nieruchomo wiszącego helikoptera i po przebyciu 200 m przed otwarciem spadochronu uzyskał prędkość 50 m/s. Znajdź pracę wykonaną przez siłę oporu powietrza na tej drodze
ROZWIĄZANIE

Pocisk o masie 9,6 g wylatuje z lufy karabinu maszynowego z prędkością 825 m/s. Po 100 m prędkość pocisku spada do 746 m/s, a po 200 m do 675 m/s. Znajdź pracę wykonaną przez siłę oporu powietrza na pierwszych i drugich stu metrach ścieżki
ROZWIĄZANIE

Samolot o masie 2 ton porusza się poziomo z prędkością 50 m/s. Będąc na wysokości 420 m, zaczyna opadać przy wyłączonym silniku i z prędkością 30 m/s dociera do toru lotniska. Oblicz pracę wykonaną przez siłę oporu powietrza podczas lotu szybowcowego
ROZWIĄZANIE

Sanie z jeźdźcem masa całkowita Z góry o wysokości 8 m i długości 100 m zjeżdża się o masie 100 m. Jaka jest średnia siła oporu ruchu sanek, jeśli na końcu góry rozwinęły one prędkość 10 m/s, a prędkość początkowa wynosi zero?

Przyglądając się uważnie ruchowi piłki odbijającej się od płyty (§ 102), można zauważyć, że po każdym uderzeniu piłka wznosi się na nieco niższą wysokość niż poprzednio (ryc. 169), tj. całkowita energia nie pozostaje dokładnie stała, ale stopniowo maleje; oznacza to, że prawo zachowania energii w postaci, którą sformułowaliśmy, jest w tym przypadku przestrzegane tylko w przybliżeniu. Powodem jest to, że w tym eksperymencie powstają siły tarcia: opór powietrza, w którym porusza się kulka, oraz tarcie wewnętrzne w materiale kuli i samej płytki. Ogólnie rzecz biorąc, w obecności tarcia prawo zachowania energii mechanicznej jest zawsze naruszane i całkowita energia ciał maleje. Z powodu utraty energii wykonywana jest praca przeciw siłom tarcia.

Ryż. 169. Zmniejszenie wysokości odbicia piłki po wielu uderzeniach w płytę

Na przykład, gdy ciało spada z dużej wysokości, prędkość ciała, pod wpływem rosnących sił oporu ośrodka, wkrótce staje się stała (§ 68); energia kinetyczna ciała przestaje się zmieniać, ale jego energia potencjalna maleje. Praca przeciwko sile oporu powietrza odbywa się grawitacyjnie dzięki energii potencjalnej ciała. Chociaż do otaczającego powietrza przekazywana jest pewna energia kinetyczna, jest ona mniejsza niż spadek energii potencjalnej ciała, a zatem całkowita energia mechaniczna maleje.

Praca z siłami tarcia może być również realizowana dzięki energii kinetycznej. Przykładowo, gdy porusza się łódź odepchnięta od brzegu stawu, energia potencjalna łodzi pozostaje stała, ale z powodu oporu wody prędkość łodzi, czyli jej energia kinetyczna, maleje , a obserwowany w tym przypadku wzrost energii kinetycznej wody jest mniejszy niż spadek energii kinetycznej energii łodzi.

Siły tarcia pomiędzy ciała stałe. Na przykład prędkość, jaką uzyskuje ładunek zsuwający się po pochyłej płaszczyźnie, a co za tym idzie, jego energia kinetyczna, mniej niż to, który uzyskałby, gdyby nie było tarcia. Można wybrać kąt nachylenia płaszczyzny tak, aby ładunek przesuwał się równomiernie. Jednocześnie jego energia potencjalna zmniejszy się, ale jego energia kinetyczna pozostanie stała, a praca przeciw siłom tarcia będzie wykonywana dzięki energii potencjalnej.

W naturze wszystkim ruchom (z wyjątkiem ruchów w próżni, na przykład ruchów ciał niebieskich) towarzyszy tarcie. Dlatego podczas takich ruchów naruszane jest prawo zachowania energii mechanicznej, a naruszenie to zawsze następuje w jednym kierunku - w kierunku zmniejszania się energii całkowitej.

103.1. Samochód o masie 1000 kg jedzie z prędkością 18 km/h.

Po wyłączeniu silnika samochód przejeżdża 20 m i zatrzymuje się. Jaka siła tarcia działa na samochód? Siłę tarcia uważa się za stałą.

103.2. Lokomotywa elektryczna ciągnie pociąg po poziomym torze i wytwarza stałą siłę uciągu 50 kN; na 1 km odcinku toru prędkość pociągu wzrosła z 30 do 40 km/h. Masa pociągu wynosi 800 ton. Oblicz siłę oporu, jakiej doświadcza pociąg podczas ruchu. Rozważ stałą siłę oporu.

103.3. Pocisk o masie 10 g, wystrzelony z karabinu z prędkością 800 m/s, spadł na ziemię z prędkością 40 m/s. Jaka praca zostanie wykonana wbrew sile oporu powietrza, gdy pocisk się porusza?

Przyglądając się uważnie ruchowi piłki odbijającej się od podłoża można zauważyć, że po każdym uderzeniu wznosi się ona na nieco niższą wysokość niż poprzednio, czyli całkowita energia mechaniczna nie pozostaje stała, lecz stopniowo maleje.

Przyczyna leży w występowaniu sił tarcia: oporu powietrza, w którym porusza się kulka, oraz tarcia wewnętrznego w materiale samej piłki i powierzchni, po której się odbija.

W obecności tarcia prawo zachowania energii mechanicznej jest zawsze naruszane, a całkowita energia ciał maleje. Z powodu utraty energii wykonywana jest praca przeciw siłom tarcia.

Przykład:

Kiedy łódź się porusza, odepchnięta od brzegu stawu, energia potencjalna łodzi pozostaje stała, ale ze względu na opór wody prędkość łodzi, czyli jej energia kinetyczna, maleje.

W naturze wszystkim ruchom (z wyjątkiem ruchów w próżni, na przykład ruchów ciał niebieskich) towarzyszy tarcie. Dlatego podczas takich ruchów naruszane jest prawo zachowania energii mechanicznej, a naruszenie to zawsze następuje w jednym kierunku - w kierunku zmniejszania się całkowitej energii mechanicznej. Praca wykonana przeciwko siłom tarcia nie przekształca się całkowicie w energię kinetyczną lub potencjalną ciał. Z tego powodu całkowita energia mechaniczna ciał maleje.

Jednak praca przeciw siłom tarcia nie znika bez śladu. Przede wszystkim ruch ciał w obecności tarcia prowadzi do ich nagrzania. Na przykład, prymitywni ludzie Rozpalali ogień, szybko pocierając o siebie suche kawałki drewna.

Nagrzewanie występuje również wtedy, gdy wykonywana jest praca wbrew siłom tarcia wewnętrznego, na przykład podczas wielokrotnego zginania drutu.

Nagrzewanie podczas ruchu związane z pokonywaniem sił tarcia jest często bardzo silne. Tak, podczas hamowania samochód wyścigowy Tarcze hamulcowe stają się bardzo gorące.

Kiedy statek jest opuszczany z pochylni do wody, pochylnie są obficie nasmarowane, aby zmniejszyć tarcie, a mimo to nagrzewa się tak bardzo, że smar dymi, a czasem nawet zapala się.

Kiedy ciała poruszają się w powietrzu z małą prędkością, na przykład podczas przesuwania rzuconego kamienia, opór powietrza jest niewielki, niewiele pracy poświęca się na pokonanie sił tarcia, a kamień praktycznie się nie nagrzewa. Ale szybko lecący pocisk nagrzewa się znacznie bardziej.

Doświadczają tego małe meteoryty wlatujące z ogromną prędkością (dziesiątki kilometrów na sekundę) w atmosferę ziemską wielka siła odporność środowiska, które całkowicie spala się w atmosferze.

Nagrzewanie się atmosfery sztucznego satelity Ziemi powracającego na Ziemię jest tak duże, że konieczne jest zainstalowanie na nim specjalnej ochrony termicznej.

Oprócz ogrzewania, pocierające się ciała mogą doświadczyć innych zmian. Na przykład można je rozdrobnić, zmielić na pył, może nastąpić topienie, czyli przejście ciał ze stanu stałego w ciekły: kawałek lodu może stopić się w wyniku tarcia z innym kawałkiem lodu lub z jakimś inne ciało.

Jeśli ruch ciał wiąże się z pokonywaniem sił tarcia, wówczas towarzyszą mu dwa zjawiska:
1. suma energii kinetycznej i potencjalnej wszystkich ciał biorących udział w ruchu maleje;
2. Następuje zmiana stanu ciał, w szczególności może nastąpić przegrzanie.

Oprócz energii potencjalnej grawitacji i sprężystości oraz energii kinetycznej ciało posiada także energię zależną od jego stanu – energię wewnętrzną.

Uważać na!

Energia wewnętrzna ciała zależy od jego temperatury, tego, czy ciało jest stałe, płynne czy gazowe, jak dużej jest jego powierzchnia, czy jest stałe, czy drobno podzielone i tak dalej. W szczególności im wyższa temperatura ciała, tym większa jest jego energia wewnętrzna.

Chociaż podczas ruchów związanych z pokonywaniem sił tarcia energia mechaniczna układów poruszających się ciał maleje, ale ich energia wewnętrzna wzrasta. Zatem podczas hamowania pociągu spadkowi jego energii kinetycznej towarzyszy wzrost energia wewnętrzna klocki hamulcowe, opony kół, szyny, powietrze otoczenia i tak dalej w wyniku nagrzania tych ciał.

Uważać na!

Siły tarcia zajmują szczególne miejsce w zagadnieniu prawa zachowania energii mechanicznej.

Jeżeli nie ma sił tarcia, wówczas obowiązuje zasada zachowania energii mechanicznej: całkowita energia mechaniczna układu pozostaje stała.

Jeśli działają siły tarcia, wówczas energia nie pozostaje już stała, ale maleje podczas ruchu, ale jednocześnie energia wewnętrzna zawsze wzrasta.

Wraz z rozwojem fizyki odkrywano coraz więcej nowych rodzajów energii: energię świetlną, energię fal elektromagnetycznych, energię chemiczną, która objawia się reakcje chemiczne, energia jądrowa.

Okazało się, że praca wykonana nad ciałem jest równa sumie wszystkich rodzajów energii ciała; praca wykonana przez jedno ciało nad innym ciałem jest równa spadkowi całkowitej energii tego ciała.

Dla wszystkich rodzajów energii możliwe jest przejście energii z jednego rodzaju do drugiego, przejście energii z jednego ciała do drugiego, ale wspólną cechą wszystkich takich przejść jest to, że energia wszystkich typów pozostaje przez cały czas ściśle stała. Jest to uniwersalność prawa zachowania energii.

η = E piętro E ogółem ⋅ 100%.

Możesz być także zainteresowany:

Karnawałowa maska ​​​​kozła
po prostu niezbędny w rodzinach z małymi dziećmi. Takie maseczki przydadzą się również na sylwestra...
W co się ubrać na chrzciny
Chrzciny to ważne wydarzenie rodzinne i duchowe. I pomimo tego, że w moim życiu...
Jak wygląda wtyczka wyjęta przed porodem?
Ciąża to magiczny czas, w którym kobieta jest w ciągłym oczekiwaniu. I...
Makijaż w kolorze głębokiej jesieni
W teorii typów kolorystycznych jedną z najbardziej atrakcyjnych pór roku jest jesień. Złoto, miedź i brąz...
Kwiatowy nadruk na ubraniach
Naszą wyobraźnię nieustannie zadziwiają najnowsze trendy w świecie mody. Dlatego, aby...