انرژی جنبشی: مفهوم

انرژی جنبشی: مفهوم
انرژی جنبشی: مفهوم
Anonim

انرژی جنبشی طبق تعریف، کمیتی است برابر با نصف جرم یک جسم متحرک، ضرب در مجذور سرعت این جسم. این یکی از مهمترین اصطلاحات در مکانیک مدرن است. به طور خلاصه، انرژی حرکت یا تفاوت بین انرژی کل و انرژی استراحت است. با این حال ماهیت آن به طور کامل در علم مدرن در نظر گرفته نشده است.

انرژی جنبشی (از Gr. Kinema - حرکت) یک جسم در حالت

انرژی جنبشی
انرژی جنبشی

بی حرکتی صفر است. اغلب این مقدار نه تنها با جرم و سرعت مرتبط است. بنابراین، طبق یک تعریف، انرژی جنبشی کاری است که با سرعت معین انجام می شود. با ژول اندازه گیری شد.

انرژی جنبشی یک سیستم کمیتی است که با سرعت هر یک از نقاط آن ارتباط نزدیک دارد.

هم در حرکت انتقالی و هم در حرکت چرخشی در نظر گرفته می شود. مورد اول قبلاً به تفصیل در بالا توضیح داده شده است، این نیمی از جرم یک جسم ضرب در مجذور سرعت آن است. و انرژی جنبشی چرخش بدن به صورت مجموع جنبشی نمایش داده می شودانرژی های هر یک از حجم های ابتدایی جسم معین. یا به عنوان مقدار ممان اینرسی ضرب در مجذور سرعت زاویه ای تقسیم بر دو.

بیایید بگوییم بدن سفت و سختی وجود دارد که حول یک محور حرکت می کند

انرژی جنبشی دورانی
انرژی جنبشی دورانی

عبور از آن رفع شد. این جسم را می توان به حجم های ابتدایی کوچکی تقسیم کرد که هر کدام جرم اولیه خود را دارند. جسم مورد نظر حول یک محور ثابت حرکت می کند. در این مورد، هر یک از احجام ابتدایی دایره ای به شعاع مربوطه را توصیف می کند. سرعت زاویه ای چرخش آنها یکسان است. و بنابراین انرژی جنبشی یک جسم معین، مجموع انرژی های جنبشی تمام حجم های اولیه آن است که حول محور حرکت می کنند. نسخه ساده شده این فرمول نصف حاصل ضرب مجذور سرعت زاویه ای و ممان اینرسی است.

در برخی موارد، انرژی جنبشی مجموع انرژی انتقالی و چرخشی است. به عنوان مثال، یک استوانه نورد بدون لغزش در امتداد یک خط شیبدار. با حرکت به جلو، یک حرکت رو به جلو انجام می دهد، اما حول محور خود نیز حرکت می کند.

انرژی جنبشی سیستم
انرژی جنبشی سیستم

یکی از اجزای انرژی جنبشی چرخش ممان اینرسی است که در بالا ذکر شد. این به کل جرم بدن و همچنین به توزیع آن نسبت به محور چرخش بستگی دارد. چیست؟ این معیار اینرسی حرکت حول یک محور است، همانطور که در حرکت انتقالی اندازه اینرسی جرم است. این یک ارزش بسیار مهم است. هر چه ممان اینرسی بیشتر باشد،آوردن بدن به حالت چرخش دشوارتر است. سرعت زاویه ای سرعت حرکت یک جسم صلب حول محور خود را مشخص می کند. واحد اندازه گیری راد/ثانیه است. سرعت زاویه ای نسبت زاویه چرخش به فاصله زمانی است که این زاویه از یک جسم در حال چرخش عبور می کند.

قضیه انرژی جنبشی را می توان چیزی شبیه به این فرمول بندی کرد: کار نیروی حاصله که به جسم خاصی وارد می شود معادل تغییر در انرژی جنبشی این جسم است.

توصیه شده: