Чему равна полная энергия: Энергия. Законы сохранения энергии. Часть 2. Кинетическая и потенциальная энергии. Полная механическая энергия. Видеоурок. Физика 7 Класс

Содержание

Полная механическая энергия — урок. Физика, 8 класс.

Полная механическая энергия тела равна сумме его кинетической и потенциальной энергии.

Полную механическую энергию рассматривают в тех случаях, когда действует закон сохранения энергии и она остаётся постоянной.

Если на движение тела не оказывают влияния внешние силы, например, нет взаимодействия с другими телами, нет силы трения или силы сопротивления движению, тогда полная механическая энергия тела остаётся неизменной во времени.

Eпот+Eкин=const

 

Разумеется, что в повседневной жизни не существует идеальной ситуации, в которой тело полностью сохраняло бы свою энергию, так как любое тело вокруг нас взаимодействует хотя бы с молекулами воздуха и сталкивается с сопротивлением воздуха. Но, если сила сопротивления очень мала и движение рассматривается в относительно коротком промежутке времени, тогда такую ситуацию можно приближённо считать теоретически идеальной.

Закон сохранения полной механической энергии обычно применяют при рассмотрении свободного падения тела, при его вертикальном подбрасывании или в случае колебаний тела.

Пример:

При вертикальном подбрасывании тела его полная механическая энергия не меняется, а кинетическая энергия тела переходит в потенциальную и наоборот.

Преобразование энергии отображено на рисунке и в таблице.

 

 

Точка нахождения тела

Потенциальная энергия

Кинетическая энергия

Полная механическая энергия 

3) Самая верхняя 

(h = max)

Eпот = m⋅g⋅h (max)

Eкин = 0

 Eполная = m⋅g⋅h

2) Средняя 

(h = средняя)

Eпот = m⋅g⋅h

Eкин = m⋅v22

Eполная=m⋅v22+m⋅g⋅h

1) Самая нижняя 

(h = 0)

Eпот = 0

Eкин = m⋅v22 (max)

Eполная = m⋅v22

 

Исходя из того, что в начале движения величина кинетической энергии тела одинакова с величиной его потенциальной энергии в верхней точке траектории движения, для расчётов могут быть использованы ещё две формулы.

Если известна максимальная высота, на которую поднимается тело, тогда можно определить максимальную скорость движения по формуле:

 

 vmax=2⋅g⋅hmax.

 

Если известна максимальная скорость движения тела, тогда можно определить максимальную высоту, на которую поднимается тело, брошенное вверх, по такой формуле:

 

 hmax=vmax22g.

 

 

Чтобы отобразить преобразование энергии графически, можно использовать имитацию «Энергия в скейт-парке», в которой человек, катающийся на роликовой доске (скейтер) перемещается по рампе. Чтобы изобразить идеальный случай, предполагается, что не происходит потерь энергии в связи с трением. На рисунке показана рампа со скейтером, и далее на графике показана зависимость механической энергии от места положения скейтера на траектории.

 

 

На графике синей пунктирной линией показано изменение потенциальной энергии. В средней точке рампы потенциальная энергия равна \(нулю\). Зелёной пунктирной линией показано изменение кинетической энергии. В верхних точках рампы кинетическая энергия равна \(нулю\). Жёлто-зелёная линия изображает полную механическую энергию — сумму потенциальной и кинетической — в каждый момент движения и в каждой точке траектории. Как видно, она остаётся \(неизменной\) во всё время движения. Частота точек характеризует скорость движения — чем дальше точки расположены друг от друга, тем больше скорость движения.

 

 

На графике видно, что значение потенциальной энергии в начальной точке совпадает со значением кинетической энергии в середине рампы.

В реальной ситуации всегда происходят потери энергии, так как часть энергии выделяется в виде тепла под влиянием сил трения и сопротивления. 

Поэтому для того, чтобы автомобиль двигался с равномерной и неизменной скоростью, необходимо постоянно подводить дополнительную энергию, которая компенсировала бы энергетические потери.

Источники:

E. Šilters, V. Regusts, A. Cābelis. «Fizika 10 klasei», Lielvārds, 2004, 256 lpp.

(Э. Шилтерс, В. Регустс, А. Цабелис. «Физика для 10 класса», Lielvārds, 2004, 256 стр.)

http://phet.colorado.edu/en/simulation/energy-skate-park

Полная энергия тела

Рассмотрим, как изменяется кинетическая и потенциальная энергия тела, брошенного вверх.

При подъеме тела скорость его убывает по закону

, где

 — начальная скорость,

 — время. Кинетическая энергия при этом также убывает, изменяясь по закону

.

Так как начальная кинетическая энергия тела равна

, то к моменту

 убыль кинетической энергии

. (101.1)

С другой стороны, высота тела в момент

 есть

.

Следовательно, приращение потенциальной энергии за время

 равно

. (101.2)

Сравнивая это выражение с (101.1), видим, что приращение потенциальной энергии за время

 равно убыли кинетической энергии за то же время. Таким образом, при движении тела вверх его кинетическая энергия постепенно превращается в потенциальную. Когда движение вверх прекратилось (наивысшая точка подъема), вся кинетическая энергия полностью превратилась в потенциальную. При движении тела вниз происходит обратный процесс: потенциальная энергия тела превращается в кинетическую.

При этих превращениях полная механическая энергия (т. е. сумма кинетической и потенциальной энергий) остается неизменной, так как при подъеме убыль кинетической энергии полностью покрывается приращением потенциальной (а при падении — наоборот). Если потенциальную энергию тела у поверхности земли считать равной нулю (§ 97), то сумма кинетической и потенциальной энергий тела на любой высоте во время подъема или падения будет равна

, (101.3)

т. е. остается равной начальной кинетической энергии тела. Этот вывод представляет собой частный случай одного из важнейших законов природы — закона сохранения энергии.

101.1.
С башни высоты 20 м брошен камень со скоростью 15 м/с. Найдите скорость камня при падении его на землю и сравните ее со скоростью падения с той же высоты, но без начальной скорости. 2}{2}+mgh_12mV22​​+mgh3​=2mV12​​+mgh2​.

Однако оказывается, что это не всегда так, это не всегда «правда». Рассмотрим два простых жизненных примера.

Пример первый. Возьмем ручку. Запустим ее в движение по горизонтальному столу.

Что мы увидим? Да, правильно — ручка вначале будет двигаться, а в конце концов — остановится. Что получается? Получается, что вначале мы сообщили ручке кинетическую энергию, а в конце кинетическая энергия стала равна нулю. Заметим, что потенциальная энергия не менялась, так как стол горизонтальный — любая его точка находится на одной и той же высоте. Выходит, что кинетическая энергия движения ручки просто «пропала». Как так? Ведь у нас есть закон сохранения полной механической энергии? Об этом чуть позже.

Рассмотрим второй пример. По гладкому ровному горизонтальному столу катится бильярдный шар. Жизненный опыт подсказывает нам, что если ничего не делать, то шар может двигаться так с почти постоянной скоростью очень долго.

Но мы кое-что сделаем: мы немного подтолкнем его.

После этого шар покатится с большей скоростью.

И что же получается в этом случае? Получается, что шар увеличил свою скорость; шар увеличил свою кинетическую энергию. Потенциальная энергия не менялась, поскольку стол (мы договорились заранее) был горизонтальный. А по закону сохранения полной механической энергии кинетическая энергия должна была остаться неизменной. Как так? Опять закон сохранения энергии не выполняется. В этом случае полная механическая энергия вдруг увеличилась.

Все дело в том, что закон сохранения полной механической энергии справедлив только для систем, где действуют только потенциальные силы, а другие силы либо не действуют, либо их работа равна нулю.

Но не все потеряно, господа! Закон сохранения полной механической энергии можно еще «спасти». Кинем ему спасательный круг. Спасем его. Давайте вспомним, как мы выводили закон сохранения полной механической энергии, и попробуем модифицировать вывод этого закона. 2}{2}=E_{k2}-E_{k1}A=2mV22​​−2mV12​​=Ek2​−Ek1​.

При этом работу равнодействующей силы можно вычислить и другим образом — как произведение силы на перемещение:

A=F⋅S⋅cosαA=F\cdot S\cdot\cos\alphaA=F⋅S⋅cosα.

Пусть в системе действуют как потенциальные, так и непотенциальные силы.

Энергия — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Эне́ргия (др.-греч. ἐνέργεια — действие, деятельность, сила, мощь) — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие. Введение понятия энергии удобно тем, что в случае, если физическая система является замкнутой, то её энергия сохраняется в этой системе на протяжении времени, в течение которого система будет являться замкнутой. Это утверждение носит название закона сохранения энергии.

С фундаментальной точки зрения, энергия представляет собой один из трёх (энергия, импульс, момент импульса) аддитивных интегралов движения (то есть сохраняющихся при движении величин), связанный, согласно теореме Нётер, с однородностью времени.

Слово «энергия» введено Аристотелем в трактате «Физика», однако там оно обозначало деятельность человека.

Используемые обозначения

Обычно обозначается символом Е — от лат. energīa (действие, деятельность, мощь).

Для обозначения тепловой энергии обычно используется символ Q — от англ. quantity of heat (количество теплоты).

Для обозначения внутренней энергии тела обычно используется символ U (происхождение символа подлежит уточнению).

В отдельных случаях может использоваться символ W — от англ. work (работа, труд), как способность выполнять работу.

История термина

Термин «энергия» происходит от греческого слова ἐνέργεια, которое впервые появилось в работах Аристотеля и обозначало действие или действительность (т.е. действительное осуществление действия в противоположность его возможности), праиндоевропейский корень werg обозначал работу или деятельность (ср. англ. work, нем. Werk) и в виде οργ/ουργ присутствует в таких греческих словах, как оргия или теургия и т.п.

Томас Юнг первым использовал понятие «энергия» в современном смысле слова

Лейбниц в своих трактатах 1686 и 1695 годов ввёл понятие «живой силы» (vis viva), которую он определил как произведение массы объекта и квадрата его скорости (в современной терминологии — кинетическая энергия, только удвоенная). Кроме того, Лейбниц верил в сохранение общей «живой силы». Для объяснения уменьшения скорости тел из-за трения, он предположил, что утраченная часть «живой силы» переходит к атомам.

Маркиза Эмили дю Шатле в книге «Учебник физики» (фр. Institutions de Physique, 1740), объединила идею Лейбница с практическими наблюдениями Виллема Гравезанда.

В 1807 году Томас Юнг первым использовал термин «энергия» в современном смысле этого слова взамен понятия «живая сила»[1]. Гаспар-Гюстав Кориолис раскрыл связь между работой и кинетической энергией в 1829 году. Уильям Томсон (будущий лорд Кельвин) впервые использовал термин «кинетическая энергия» не позже 1851 года, а в 1853 году Уильям Ренкин впервые ввёл понятие «потенциальная энергия».

Несколько лет велись споры, является ли энергия субстанцией (теплород) или только физической величиной.

Развитие паровых двигателей требовало от инженеров разработать понятия и формулы, которые позволили бы им описать механический и термический КПД своих систем. Инженеры (Сади Карно), физики (Джеймс Джоуль, Эмиль Клапейрон и

Физика. Работа и энергия (базовый)

18 мая, 2020|
Админ|

Физика. Работа и энергия (базовый)

Материалы для подготовки к ЕГЭ. Тематический тренинг ФИЗИКА (базовый уровень) с решениями и ответами. ЗАДАНИЕ № 3. Закон сохранения импульса, кинетическая и потенциальные энергии, работа и мощность силы, закон сохранения механической энергии. Вернуться к Списку заданий тренинга по физике.

ЕГЭ Физика. ЗАДАНИЕ № 3.
Работа и энергия (базовый уровень)

    1. Автомобиль массой 900 кг движется по прямолинейному участку шоссе со скоростью 72 км/ч. Импульс автомобиля равен… Ответ: ____ кг•км/с
    2. Тело движется по прямой, не меняя направления движения. Найдите модуль постоянной силы, если под её действием импульс тела изменился на 10 кг•м/с за 2 с. Ответ: _____ Н.
    3. Найдите изменение импульса тела массой 2 кг под действием постоянной силы 4 Н в течение 0,5 мин. Ответ: _____ кг•м/с.
    4. Тело массой m проходит половину окружности с постоянной по величине скоростью υ. Изменение модуля вектора импульса тела равно… Ответ: ______ кг•м/с.
    5. Материальная точка массой 1,5 кг движется по окружности с постоянной по модулю скоростью 10 м/с. Каков модуль изменения импульса тела за время Т/6, где Т — период обращения точки по окружности? Ответ: ______ кг•м/с.
    6. Скорость автомобиля массой 1,5 т уменьшилась от 90 км/ч до 72 км/ч. Определите импульс силы, действующей на автомобиль. Ответ: ______ Н•с.
    7. Чему равно изменение импульса мяча массой 250 г, падающего вертикально на горизонтальную поверхность со скоростью 4 м/с, если его скорость сразу после удара стала равна 2 м/с? Ответ: ______ кг•м/с.
    8. На графике (см. рис.) изображена зависимость импульса материальной точки от времени. Сила, действующая на материальную точку, равна… Ответ: ______ Н.
    9. На тело, начинающее движение из состояния покоя, в течение 5 с действует сила, равная 15 Н. Импульс тела в момент времени 3 с равен. Ответ: ______ кг•м/с.
    10. Система состоит из двух тел 1 и 2, массы которых равны 1 кг и 4 кг. На рисунке стрелками в заданном масштабе указаны скорости этих тел. Чему равен импульс всей системы по модулю? Ответ: ______ кг•м/с.
    11. Мяч массой 300 г, летевший вертикально, ударился о Землю и отскочил от неё без потери скорости. Скорость мяча непосредственно перед соударением была равна 1 м/с. Какой импульс получила Земля за время удара? Ответ: ______ кг•м/с.
    12. Тело массой 2 кг, движущееся под действием постоянной силы, равной 2 Н, в конце 5-й секунды приобретает скорость 20 м/с. Какова начальная скорость тела? Ответ: _____ м/с.
    13. Покоящаяся граната разорвалась на три одинаковых осколка, летящих с одинаковыми скоростями. Под каким углом друг к другу направлены скорости этих осколков? Ответ: ______°.
    14. С какой скоростью будут двигаться шары равной массы после абсолютно неупругого удара, если до удара у них были скорости 3 м/с и 4 м/с, направленные во взаимно перпендикулярных направлениях? Ответ: ______м/с.
    15. В тело массой М = 1 кг, лежащее на горизонтальной плоскости, попадает пуля массой m = 100 г, летящая со скоростью v = 20 м/с, и, пролетев через тело, продолжает двигаться со скоростью υ = 10 м/с. Ранее неподвижное тело начинает двигаться со скоростью. Ответ: ______ м/с.
    16. Снаряд, летящий со скоростью 500 м/с, разорвался на два осколка массами соответственно 5 и 4 кг. Определите скорость второго осколка, если скорость первого осколка возросла на 200 м/с в направлении движения снаряда. Ответ: ______ м/с.
    17. Два тела массами m1 = 3 кг и m2 = 2 кг, направления движения которых показаны на рисунке, перед абсолютно неупругим ударом имеют скорости V1 = 2 м/с и V2 = 4 м/с. Найдите, чему будет равен модуль импульса системы после соударения. Ответ: ______ кг•м/с.
    18. Мальчик массой 27 кг, стоящий на гладком льду, бросает мяч в горизонтальном направлении. Масса мяча 0,9 кг. Скорость мяча при броске 15 м/с. Какова скорость мальчика после броска? Ответ: ______ м/с.
    19. Найдите, чему равно отношение масс большего тела к меньшему, если до абсолютного неупругого столкновения они двигались навстречу друг другу со скоростью 10 м/с каждое, а после — со скоростью 5 м/с. Ответ: ______.
    20. Мальчик массой 60 кг находится на тележке массой 60 кг, движущейся слева направо по гладкой горизонтальной дороге со скоростью 1 м/с. Каким станет модуль скорости тележки, если мальчик прыгнет с неё в направлении первоначальной скорости тележки со скоростью 1,5 м/с относительно дороги? Ответ: ______ м/с.
    21. Тележка движется вдоль оси в инерциальной системе отсчёта. На рисунке показан график изменения проекции импульса тележки с течением времени.

Какой из приведённых ниже графиков (см. рис.) показывает изменение с течением времени проекции на ось 0х равнодействующих сил, действующих на эту тележку? Ответ: ______.

  1. Движущееся тело обладает кинетической энергией Ек = 75 Дж и импульсом р = 50 кг•м/с. Найдите, чему равна его скорость. Ответ: ______ м/с.
  2. Тело движется под действием силы, которая зависит от координаты тела так, как показано на рисунке. Работа силы на пути 4 м равна. Ответ: ______ Дж.
  3. Какую работу совершил двигатель автомобиля массой 2 т при его разгоне от 54 км/ч до 72 км/ч? Ответ: ______ кДж.
  4. Какую надо совершить работу, чтобы груз массой 20 кг поднять на высоту 1,5 м? Ответ: ______ Дж.
  5. Если для сжатия на 2 см буферной пружины железнодорожного вагона требуется сила 50 кН, то при её сжатии на 4 см будет произведена работа, равная… Ответ: ______ кДж.
  6. Изменение координаты тела массой 5 кг, движущегося по оси х, описывается формулой х = 10 — 2t + t2, где t — время в секундах. Какова кинетическая энергия тела через 3 с после начала отсчёта времени? Ответ: ______ Дж.
  7. В какой точке от поверхности Земли кинетическая энергия тела, брошенного вертикально вверх с начальной скоростью 20 м/с, будет равна его потенциальной энергии? Ответ: ______ м.
  8. Тело массой 0,5 кг падает с высоты 20 м на наклонную плоскость с углом наклона 45 ° и упруго отражается от неё. Какой будет горизонтальная компонента скорости тела через 3 с после начала падения? Ответ: ______ м/с.
  9. Мячик массой 300 г падает с высоты 12 м с нулевой начальной скоростью. Какова кинетическая энергия мячика к моменту падения на землю, если потеря полной механической энергии за счёт сопротивления воздуха составила 10 %? Ответ: ______Дж.
  10. Свободно катящийся по горизонтальной поверхности мяч массой 0,5 кг уменьшил свою скорость с 10 м/с-до 4 м/с. Чему равна работа силы трения? Ответ: ______Дж.
  11. Скорость брошенного мяча непосредственно перед ударом об абсолютно гладкую стену была вдвое больше его скорости сразу после удара. Какое количество теплоты выделилось при ударе, если перед ударом кинетическая энергия мяча была равна 40 Дж? Ответ: ______Дж.
  12. Тело массой 20 кг падает на землю с высоты 10 м. При этом его скорость во время удара о землю равна 12 м/с. Чему равна работа силы тяжести? Ответ: _____Дж.
  13. Небольшая шайба съезжает с горки, обладая на её вершине скоростью 1 м/с. У основания горки шайба приобретает скорость 5 м/с. Какова высота горки? Сила трения между шайбой и поверхностью горки пренебрежимо мала. Ответ: _____м.
  14. Небольшая шайба массой 100 г съезжает с горки без начальной скорости. У основания горки шайба приобретает кинетическую энергию 1,6 Дж. Какова высота горки, если работа силы трения между шайбой и поверхностью горки составила 0,4 Дж? Ответ: _____м.
  15. Автомобиль массой 1 т движется со скоростью 20 м/с по мосту, расположенному над поверхностью реки на высоте 15 м. Какова полная механическая энергия автомобиля относительно уровня воды в реке? Ответ: _____ кДж.
  16. Мяч массой 500 г, упав с высоты 1,5 м, после удара о землю подскочил на высоту 1,2 м. Каковы потери механической энергии мяча? Ответ: _____ Дж.
  17. Средняя мощность силы тяжести, действующей на тело массой 200 г, падающее с некоторой высоты, составляет 20 Вт. С какой высоты падало тело? Ответ: _____ м.
  18. Небольшое тело массой 200 г падает с высоты 10 м. Какова мгновенная мощность силы тяжести в середине траектории? Ответ: _____ Вт.
  19. Кусок льда массой 500 г упал без начальной скорости на землю с крыши высотой 5 м. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите среднюю мощность силы тяжести, действовавшей на тело во время падения. Ответ: _____ Вт.
  20. Тело массой 3 кг, двигаясь с ускорением 0,5 м/с2, приобрело скорость 2 м/с. Какую мощность развила сила, действующая на тело? Ответ: _____ Вт.

 

Задание 3. ОТВЕТЫ и РЕШЕНИЯ

Посмотреть ОТВЕТЫ на все задания

92. 18.
93. 5.
94. 120.
95. 0.
96. 15.
97. 7500.
98. 1,5.
99. 0,4.
100. 45.
101. 20.
102. 0,6
103. 15.
104. 120.
105. 2,5.
106. 1.
107. 250.
108. 10.
109. 0,5.
110. 3.
111. 0,5.
112. 2.
113. 3.
114. 30.
115. 175.
116. 300.
117. 2.
118. 40.
119. 10
120. 20.
121. 32,4.
122. –21.
123. 30.
124. 2000.
125. 1,2.
126. 2.
127. 350.
128. 1,5.
129. 20.
130. 20.
131. 25.
132. 3.

 

Смотреть РЕШЕНИЯ некоторых заданий

 


Материалы для подготовки к ЕГЭ. Тематический тренинг ФИЗИКА (базовый уровень) с решениями и ответами. ЗАДАНИЕ № 3. Закон сохранения импульса, кинетическая и потенциальные энергии, работа и мощность силы, закон сохранения механической энергии.

Вернуться к Списку заданий тренинга по физике.



Просмотров:
2 122

Метки: задачи

Навигация по записям

Полная энергия — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Полная энергия

Cтраница 1

Полная энергия может изменяться с течением времени. Если тяга превышает сопротивление, то полная энергия самолета постепенно возрастает. Пусть, например, летя на постоянной высоте, самолет увеличивает скорость; в этом случае при неизменной потенциальной энергии растет кинетическая элергия самолета.
 [1]

Полные энергии, творческих замыслов начали работу с нашего потока молодые кандидаты технических наук Петр Петрович Бородавкин, Виктор Федорович Новоселов, Павел Иванович Тугунов.
 [2]

Полная энергия, передаваемая в каждом случае, представляется суммарной зачерченной площадью; мы видим, что на рис. 2, а используется в среднем вдвое большая мощность, чем на рис. 2, с. Таким образом, мы получаем увеличение отношения сигнал / шум на 12 дб, увеличивая мощность всего на 3 дб при передаче, соответствующей рис. 2, а, по сравнению с рис. 2, с.
 [3]

Полная энергия Е, выделяющаяся при — распаде, перераспределяется главным образом между двумя вылетающими из ядра частицами. Только очень малая ее часть ( — Е2 / ( Мс2) 2) передается при отдаче ядру-продукту распада. В отличие от случая ск-распада спектр вылетающих заряженных частиц ( электронов или позитронов) при / 3-распаде непрерывен и занимает широкую область энергий от нулевой до некоторой граничной Егр, которая приблизительно определяется разностью масс распадающегося ядра и ядра-продукта распада.
 [4]

Полная энергия, соответствующая плазменной резонансной линии, более чем в 50 раз превышает энергию, которую можно было бы ожидать при максвелловском распределении скоростей. Такое усиление энергии рассеянного излучения приписывается избытку надтепловых электронов в хвосте распределения по сравнению с тем, что мы имеем в хвосте максвелловского распределения. Избыток электронов обусловлен фотоионизацией, вызванной ультрафиолетовым излучением Солнца.
 [5]

Полная энергия должна измеряться непосредственно как одно целое. Нахождение этих значений составляет одну из важнейших задач квантовой механики и будет рассмотрено позже.
 [6]

Полная энергия возбужденного 2р — состояния определяется при обычном вариационном рассмотрении.
 [7]

Полная энергия должна иметь постоянное значение, не зависящее от времени, а следовательно, и от угла ср.
 [8]

Полная энергия и частота для удобства нормированы соответственно на Z2 — Ry и Z2Ry / 7z, где Ry — постоянная Ридберга, Ry / ft — частота Ридберга.
 [9]

Полная энергия, получаемая от Солнца в единицу времени, равна nR2SQ, гДе — R — радиус Земли.
 [10]

Полные энергии, творческих замыслов начали работу с нашего потока молодые кандидаты технических наук Петр Петрович Бородавкин, Виктор Федорович Новоселов, Павел Иванович Тугунов.
 [11]

Полная энергия каждой колеблющейся частицы складывается из — потенциальной и кинетической энергий. При этом средние значения этих энергий за период колебания одинаковы. Как известно, в газе средняя кинетическая энергия атома равна 3 / 2& 7 Естественно допустить, что на колеблющийся атом, обладающий вдвое большей средней энергией при той же температуре, придется 3kT единиц тепловой энергии. Один моль кристаллического вещества должен тогда обладать энергией 3RT и молярная теплоемкость должна равняться cv3Rxz6 кал / моль 24 93 Дж / моль.
 [12]

(-11) J = 0,56 ГэВ

тогда какова его скорость?

Вы можете вспомнить, что LHC так сильно ускоряет протоны
что у них 7 ТэВ = 7000 ГэВ кинетических
энергия.
Означает ли это, что протоны перемещаются во многих
раз больше скорости света?

Нет!


Релятивистская кинетическая энергия

Оказывается — можно прочесть Тейлора и Уиллера.
одно объяснение, если хотите —
что есть выражение для кинетической энергии
что остается в силе даже в релятивистском режиме:

Напомним, что гамма определяется как

Как вы вскоре увидите, иногда полезно
переверните это уравнение, чтобы записать скорость
объекта в зависимости от фактора гамма .(-11) J = 0,56 ГэВ

тогда какова его скорость?

В: Если мы дадим протону KE

7 ТэВ = 7000 ГэВ

тогда какова его скорость?


Энергия отдыха

Релятивистское выражение для кинетической энергии разрешает
некоторые проблемы — вроде держит протоны и электроны
с большим КЭ от превышения скорости света —
но не обо всем позаботится.
Например,
рассмотрим радиоактивный распад нейтрона.

Изолированные нейтроны распадутся
через короткое время
(период полураспада составляет около 15 минут)
на несколько разных
частицы — протон, электрон и антинейтрино.Однако продукты распада не находятся в покое;
вместо этого каждая частица улетает от
исходный нейтрон на большой скорости:

  В: Каков первоначальный КЭ нейтрона?

      Каков окончательный KE дочерних частиц?

      KE сохраняется?





 

В общем, при радиоактивном распаде, делении и синтезе
или при любом взаимодействии между субатомными частицами, которые
предполагает изменение количества и типа частиц,
KE НЕ сохраняется.
Хммм.

Однако, если присвоить определенное количество энергии покоя
каждой частице, по формуле

затем определяет полную энергию частицы
быть суммой его энергии покоя и кинетической энергии

затем, когда снова посмотрим на радиоактивный распад,
можно найти, что полная энергия сохраняется .

Например, элемент полоний-210
(недавно использовался при убийстве Александра Литвиненко)
распадается на свинец плюс ядро ​​гелия:

Обычно массы этих частиц даются
в единицах атомной массы (ед.) .2 в уравнении
для энергии отдыха.
Скорость света c — довольно большое число,
поэтому его квадрат — ОЧЕНЬ большое число.
Это означает, что остаточная энергия даже небольшого
количество материи может быть значительным количеством энергии.

  В: У Джо есть обычная банка газировки, которая
      содержит около 355 граммов жидкости.
      Если бы Джо мог преобразовать остальную массу
      его газировка в энергию, сколько энергии
      будет выпущен?

      Выразите свой ответ в Джоулях.

      Выразите свой ответ в килотоннах в тротиловом эквиваленте:
      1 кТонн = 4.(12) Джоули.




 

Для сравнения,
выпущена атомная бомба, сброшенная на Хиросиму
около 15 кТонн энергии,
и бомба упала на Нагасаки
выпущено около 20 тыс. тонн.


Является ли релятивистская полная энергия инвариантной величиной?

Инвариантное количество — это количество, которое
имеет одинаковое значение, независимо от того, какой наблюдатель производит измерения.
Пространственно-временной интервал

это пример неизменной величины.

Мы знаем, что обычный старый KE
НЕ инвариантен,
но, возможно, релятивистская полная энергия
является.Давайте узнаем.

Синий человек бросает мяч ( м = 0,2 кг )
на скорости v = 0,5 c вправо.

  В: Какова полная энергия мяча,
      согласно Синему Человеку?




 

Но Синий Человек и мяч путешествуют
пейзаж на скорости w = 0,8 c ,
по измерениям красных мужчин.

  В: Какова скорость мяча,
      по меркам красных людей?


  В: Какова полная энергия мяча,
      по меркам красных людей?




 

Для дополнительной информации
  • Вы можете посмотреть примечания к одному из других курсов, которые я преподаю,

    Современная физика
    для получения дополнительных сведений о релятивистской энергии и импульсе.

  • См. Тейлор и Уиллер,

    Физика пространства-времени.
    В главе 7 они обсуждают релятивистские выражения
    для энергии и импульса, которые переплетаются
    в количестве, которое они называют «моментэнергия».

  • Г-н Ричхаймер заметил статью, описывающую ОЧЕНЬ высокие
    кинетическая энергия, которую может достичь одна субатомная частица:

    Частица О-Боже
    наблюдался атмосферным черенковским радиационным телескопом.
    в 1991 г.


Авторское право © Майкл Ричмонд.
Эта работа находится под лицензией Creative Commons License.

Общие ежемесячные данные по энергии — Управление энергетической информации США (EIA)

Публикация недавней и исторической статистики энергетики. Эта публикация включает данные о производстве, потреблении, запасах и торговле энергией; цены на энергоносители; обзоры нефти, природного газа, угля, электроэнергии, ядерной энергии, возобновляемых источников энергии и выбросов двуокиси углерода; и значения преобразования единиц данных.

Каждый месяц в большинстве таблиц и рисунков MER представлены данные за новый месяц. Эти данные обычно являются предварительными (а иногда и оценочными или прогнозируемыми) и, вероятно, будут пересмотрены в следующем месяце. Первое распространение большинства годовых данных также является предварительным. Он часто основан на ежемесячных оценках и, вероятно, будет пересмотрен позже в том же году после публикации окончательных данных из источников в соответствии с политикой пересмотра исходных данных и графиками публикации. Кроме того, ОВОС может пересматривать исторические данные, когда требуется серьезная редакция исходной публикации, когда становятся доступными новые источники данных или когда улучшаются методологии оценки.Запись текущих и исторических изменений данных MER доступна на веб-странице «Что нового в ежемесячном обзоре энергии — изменения содержания».

Категории данных

Расширить все
Свернуть все

Обзор энергетики

  • 1.11a Использование ископаемых видов топлива без сжигания в физических единицах
  • Доступные форматы:
    PDF
    XLS
    CSV | Интерактивный
  • Примечания к разделу
  • Доступные форматы:
    PDF

Энергопотребление по секторам

  • 2.7США Государственное потребление энергии по ведомствам, финансовые годы
  • Доступные форматы:
    PDF
    XLS
    CSV | Интерактивный
  • 2.8U.S. государственное потребление энергии по источникам, финансовые годы
  • Доступные форматы:
    PDF
    XLS
    CSV | Интерактивный
  • Примечания к разделу
  • Доступные форматы:
    PDF

Нефть

  • 3.7Потребление нефти по отраслям:
  • 3.8 Теплосодержание потребления нефти по отраслям:
  • Примечания к разделу
  • Доступные форматы:
    PDF

Природный газ

  • Примечания к разделу
  • Доступные форматы:
    PDF

Освоение ресурсов сырой нефти и природного газа

  • Примечания к разделу
  • Доступные форматы:
    PDF

Уголь

  • Примечания к разделу
  • Доступные форматы:
    PDF

Электричество

  • 7.2 Производство электроэнергии в сети:
  • 7.3 Потребление горючего топлива для производства электроэнергии:
  • 7.3b Электроэнергетика
  • Доступные форматы:

13.3 Энергия гравитационного потенциала и полная энергия — Университетская физика, Том 1

Перейти к содержаниюUniversity Physics Volume 1University Physics Volume 113.3 Гравитационная потенциальная энергия и полная энергия Введение

  • 1.1 Объем и масштаб физики
  • 1.2 Единицы и стандарты
  • 1.3 Преобразование единиц
  • 1.4 Анализ размеров
  • 1.5 Оценки и вычисления Ферми
  • 1.6 Значимые числа
  • 1.7 Решение проблем в физике
  • Основные термины обзора главы
    1. Ключевые уравнения
    2. Резюме
    3. Концептуальные вопросы
    4. Проблемы
    5. Дополнительные задачи
    6. Проблемы с вызовами
  • 2 Векторы
    1. Введение
    2. 2.1 Скаляры и векторы
    3. 2.2 Системы координат и компоненты вектора
    4. 2.3 Алгебра векторов
    5. 2.4 Произведения векторов
    6. Обзор главы
      1. Ключевые термины
      2. Ключевые уравнения
      3. Резюме
      4. Концептуальные вопросы
      5. 9011

      6. Концептуальные вопросы Дополнительные задачи
      7. Задачи задачи
  • 3 Движение по прямой
    1. Введение
    2. 3.1 Положение, смещение и средняя скорость
    3. 3.2 Мгновенная скорость и скорость
    4. 3.3 Среднее и мгновенное ускорение
    5. 3.4 Движение с постоянным ускорением
    6. 3.5 Свободное падение
    7. 3.6 Определение скорости и смещения на основе ускорения
    8. Обзор главы
      1. Основные термины
      2. 9011 9011 901 Основные уравнения 901 Концептуальные вопросы
      3. Проблемы
      4. Дополнительные задачи
      5. Задачи задачи
  • 4 Движение в двух и трех измерениях
    1. Введение
    2. 4.1 Векторы смещения и скорости
    3. 4.2 Вектор ускорения
    4. 4.3 Движение снаряда
    5. 4.4 Равномерное круговое движение
    6. 4.5 Относительное движение в одном и двух измерениях
    7. Обзор главы
      1. Ключевые термины
      2. Ключевые уравнения
      3. Краткое описание концепции
      4. Задачи
      5. Дополнительные задачи
      6. Задачи задачи
  • 5 Законы движения Ньютона
    1. Введение
    2. 5.1 Силы
    3. 5.2 Первый закон Ньютона
    4. 5.3 Второй закон Ньютона
    5. 5.4 Масса и вес
    6. 5.5 Третий закон Ньютона
    7. 5.6 Общие силы
    8. 5.7 Рисование диаграмм свободного тела
    9. Обзор главы
      1. Ключевые термины
      2. Уравнения
      3. Резюме
      4. Концептуальные вопросы
      5. Проблемы
      6. Дополнительные задачи
      7. Задачи задачи
  • 6 Применение законов Ньютона
    1. Введение
    2. 6.1 Решение проблем с помощью законов Ньютона
    3. 6.2 Трение
    4. 6.3 Центростремительная сила
    5. 6.4 Сила сопротивления и конечная скорость
    6. Обзор главы
      1. Ключевые термины
      2. Ключевые уравнения
      3. Резюме
      4. Концептуальные вопросы
      5. 9011 9011 Дополнительные проблемы

        9011 9011 Дополнительные проблемы 9011

      6. Задачи Задачи
  • 7 Работа и кинетическая энергия
    1. Введение
    2. 7.1 Работа
    3. 7.2 Кинетическая энергия
    4. 7.3 Теорема работы-энергии
    5. 7.4 Мощность
    6. Обзор главы
      1. Ключевые термины
      2. Ключевые уравнения
      3. Резюме
      4. Концептуальные вопросы
      5. Проблемы
      6. Дополнительные проблемы
      7. Проблемы с вызовами

      2

    901 энергии

    1. Введение
    2. 8.1 Потенциальная энергия системы
    3. 8.2 Консервативные и неконсервативные силы
    4. 8.3 Сохранение энергии
    5. 8.4 Диаграммы потенциальной энергии и стабильность
    6. 8.5 Источники энергии
    7. Обзор главы
      1. Ключевые термины
      2. Ключевые уравнения
      3. Резюме
      4. Концептуальные вопросы
      5. Проблемы
      6. Дополнительные проблемы

    9 Linear

  • Moment

  • Введение
  • 9.1 Линейный импульс
  • 9.2 Импульс и столкновения
  • 9.3 Сохранение линейного импульса
  • 9.4 типа столкновений
  • 9.5 Столкновения в разных измерениях
  • 9.6 Центр масс
  • 9.7 Ракетный двигатель
  • Обзор главы
    1. Ключевые термины
    2. Ключевые уравнения
    3. Резюме
    4. Концептуальные вопросы
    5. Проблемы 9011
    6. Дополнительные проблемы
    7. Задачи Задачи
  • 10 Вращение с фиксированной осью
    1. Введение
    2. 10.1 Переменные вращения
    3. 10.2 Вращение с постоянным угловым ускорением
    4. 10.3 Соотношение угловых и поступательных величин
    5. 10,4 Момент инерции и кинетической энергии вращения
    6. 10,5 Расчет моментов инерции
    7. 10,6 Крутящий момент
    8. 10,7 Второй закон Ньютона для вращения1 10,812 9011 и второй закон силы вращения 9011 Вращательное движение
    9. Обзор главы
      1. Ключевые термины
      2. Ключевые уравнения
      3. Резюме
      4. Концептуальные вопросы
      5. Проблемы
      6. Дополнительные задачи
      7. Задачи Задачи
  • 1121 Угловой момент
  • 1 Катящееся движение
  • 11.2 Угловой момент
  • 11.3 Сохранение углового момента
  • 11.4 Прецессия гироскопа
  • Обзор главы
    1. Ключевые термины
    2. Ключевые уравнения
    3. Резюме
    4. Концептуальные вопросы 901
    5. 9011 Задачи задачи
  • 12 Статическое равновесие и эластичность
    1. Введение
    2. 12.1 Условия статического равновесия
    3. 12.2 Примеры статического равновесия
    4. 12.3 Напряжение, деформация и модуль упругости
    5. 12.4 Упругость и пластичность
    6. Обзор главы
      1. Ключевые термины
      2. Ключевые уравнения
      3. Резюме
      4. Концептуальные вопросы
      5. Проблемы
      6. Задачи

      7. Дополнительные задачи
      8. Проблемы

  • 13 Гравитация
    1. Введение
    2. 13.1 Закон всемирного тяготения Ньютона
    3. 13.2 Гравитация у поверхности Земли
    4. 13.3 Гравитационная потенциальная энергия и полная энергия
    5. 13.4 Спутниковые орбиты и энергия
    6. 13,5 Законы движения планет Кеплера
    7. 13,6 Приливные силы
    8. 13,7 Теория гравитации Эйнштейна
    9. Основные термины Обзор главы 902
    10. Ключевые уравнения
    11. Резюме
    12. Концептуальные вопросы
    13. Проблемы
    14. Дополнительные проблемы
    15. Задачи задач
  • 14 Механика жидкостей
    1. Введение
    2. 14.1 Жидкости, плотность и давление
    3. 14.2 Измерение давления
    4. 14.3 Принцип Паскаля и гидравлика
    5. 14.4 Принцип Архимеда и плавучесть
    6. 14.5 Гидродинамика
    7. 14.6 Уравнение Бернулли
    8. 9011 Ключ
    9. Турбулентность 9012 Термины
    10. Ключевые уравнения
    11. Резюме
    12. Концептуальные вопросы
    13. Проблемы
    14. Дополнительные проблемы
    15. Проблемы с вызовами
  • Волны и акустика
    1. 1512
    2. 11
      1. 15.1 Простое гармоническое движение
      2. 15.2 Энергия в простом гармоническом движении
      3. 15.3 Сравнение простого гармонического движения и кругового движения
      4. 15,4 Маятники
      5. 15,5 Затухающие колебания
      6. 15,6 Вынужденные колебания
      7. Глава Обзор
          6012

        1. Ключевые термины

      Какую энергию мы потребляем в ЕС?

      3.1 Какую энергию мы потребляем в ЕС?

      Из общего количества энергии, доступной в ЕС, около двух третей потребляется конечными пользователями, например гражданами ЕС, промышленностью, транспортом и т. Д.Разница — около одной трети — в основном теряется при производстве и распределении электроэнергии, используемой для поддержки процессов производства энергии или в неэнергетических целях (например, асфальт или битум).

      Чтобы правильно интерпретировать статистику энергетики, необходимо различать первичные и вторичные энергетические продукты. Первичный энергетический продукт добывается или улавливается непосредственно из природных ресурсов, таких как сырая нефть, дрова, природный газ или уголь. Вторичные энергетические продукты (такие как электричество или автомобильный бензин) производятся в результате процесса преобразования либо из первичного, либо из другого вторичного энергетического продукта.

      Поток энергопродуктов от производства к конечному потреблению
      Наиболее потребляемые нефтепродукты

      В ЕС в 2018 году больше всего потреблялись нефтепродукты (например, топочный мазут, бензин, дизельное топливо), составляющие 41% от конечного потребления энергии, за которыми следовали природный газ и электричество (оба по 21%) и прямое использование возобновляемых источников энергии. (не превращается в электричество, т.е.грамм. древесина, солнечная энергия, геотермальная энергия или биогаз для отопления помещений или производства горячей воды) (10%), производное тепло (например, центральное отопление) (4%) и твердое ископаемое топливо (в основном уголь) (3%). Реальное потребление возобновляемой энергии превышает 10%, поскольку в электроэнергию включаются и другие возобновляемые источники (например, гидроэнергетика, энергия ветра или солнечная фотоэлектрическая энергия).

      В странах-членах ЕС структура конечного потребления энергии значительно различается. Нефтепродукты составляют 60% или более от конечного потребления энергии на Кипре и в Люксембурге, тогда как на газ приходится почти 30% или более в Нидерландах, Венгрии и Италии.Возобновляемые источники энергии достигают более 20% в Латвии, Финляндии и Швеции, в то время как потребление электроэнергии на Мальте и в Швеции составляет более 30% их конечного потребления энергии.

      Транспортный сектор потребляет треть конечного потребления энергии в ЕС

      Энергия потребляется различными секторами экономики: домашними хозяйствами (т. Е. Энергия, потребляемая в жилищах граждан), транспортом (например, железнодорожным, автомобильным, внутренним или внутренним водным транспортом), промышленностью, услугами (включая коммерческие и общественные услуги), а также сельским и лесным хозяйством.

      Если посмотреть на то, какие отрасли в ЕС потребляют больше всего энергии, следует отметить, что промышленность (32% конечного потребления энергии) потребляет больше всего энергии, за ней следуют транспортный сектор (28%), домашние хозяйства (24%), услуги (13%). и сельское и лесное хозяйство (3%).

      Солнечная энергия и энергия ветра — Total.com

      • Главное меню
      • Основное содержание
      • Нижний колонтитул

      ❚❚


      Меню

      • Наша группа

        Кто мы есть

        • Наша личность

          • Итого с первого взгляда
          • Управление
          • История
          • Ценности
          • Политика этики
          • Присутствие по всему миру
        • Наши амбиции

          • Вызовы
          • Обязательства
        • Наша сила

          • Наши сотрудники
          • Интегрированная бизнес-модель
          • Географические корни

      Обеспечение доступа к энергии наибольшему количеству людей

      • Главное меню
      • Основное содержание
      • Нижний колонтитул

      ❚❚


      Меню

      • Наша группа

        Кто мы есть

        • Наша личность

          • Итого с первого взгляда
          • Управление
          • История
          • Ценности
          • Политика этики
          • Присутствие по всему миру
        • Наши амбиции

          • Вызовы
          • Обязательства
        • Наша сила

          • Наши сотрудники
          • Интегрированная бизнес-модель
          • Географические корни

      .

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *