Φυσική Ι 1ο εξάμηνο. Γεώργιος Γκαϊντατζής Επίκουρος Καθηγητής. Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής & Διοίκησης Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης.

Σχετικά έγγραφα
ΕΡΓΟ ΠΟΥ ΠΑΡΑΓΕΙ ΜΙΑ ΣΤΑΘΕΡΗ ΥΝΑΜΗ

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική Ι 1ο εξάμηνο. Γεώργιος Γκαϊντατζής Επίκουρος Καθηγητής. Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής & Διοίκησης Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης.

Κεφάλαιο 5. Ενέργεια συστήματος

Φυσική για Μηχανικούς

Ευθύγραμμη ομαλή κίνηση

εάν F x, x οµόρροπα εάν F x, x αντίρροπα B = T W T = W B

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2.1 ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Έργο Ενέργεια. ΦΥΣ Διαλ.15 1

ΕΡΓΟ -ΕΝΕΡΓΕΙΑ. Το στοιχειώδες έργο dw δύναμης F που ασκείται σε ένα σώμα κατά τη στοιχειώδη μετατόπισή του d s είναι η ποσότητα:

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 06 Διατήρηση της ενέργειας

1. Δυναμική Ενέργεια και Διατηρητικές Δυνάμεις

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

ΣΥΝΤΗΡΗΤΙΚΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

1 O ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΠΑΤΡΑΣ 2015 ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΨΩΜΑΘΙΑΝΟΣ ΕΜΜΑΝΟΥΗΛ

Φυσική για Μηχανικούς

1. Κίνηση Υλικού Σημείου

5 η Εβδομάδα Έργο και κινητική ενέργεια. Ομαλή κυκλική κίνηση Έργο δύναμης Κινητική ενέργεια Θεώρημα έργου ενέργειας

Έργο - Ενέργεια. Ενέργεια έχει ένα σώμα το οποίο έχει την εσωτερική ικανότητα να. Η ενέργεια εμφανίζεται με διάφορες μορφές όπως Κινητική,

Φυσική για Μηχανικούς

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. HY-112: Φυσική Ι Χειµερινό Εξάµηνο 2016 ιδάσκων : Γ. Καφεντζής. εύτερη Σειρά Ασκήσεων - Λύσεις.

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 03/05/2015 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Φυσική Ι 1ο εξάμηνο. Γεώργιος Γκαϊντατζής Επίκουρος Καθηγητής. Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής & Διοίκησης Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης.

Φυσική για Μηχανικούς

Βασική έννοια. Μηχανική ενέργεια.

Κεφάλαιο 7. Δυναμική ενέργεια και διατήρηση της ενέργειας

ΤΡΟΧΙΑ ΙΑΝΥΣΜΑ ΘΕΣΗΣ. t 1 (x 1,y 1 ) Η αρχή ενός οποιουδήποτε ορθογωνίου xy συστήματος συντεταγμένων

ΙΣΧΥΣ ΡΥΘΜΟΙ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Ηλεκτρομαγνητισμός. Χρήσιμες μαθηματικές έννοιες. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

ΣΥΝΟΨΗ 3 ου Μαθήματος

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική Ι 1ο εξάμηνο. Γεώργιος Γκαϊντατζής Επίκουρος Καθηγητής. Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής & Διοίκησης Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης

ΒΑΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΑΠΟ ΤΗΝ Α ΚΑΙ Β ΛΥΚΕΙΟΥ. Από τη Φυσική της Α' Λυκείου

Φυσική για Μηχανικούς

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική Ι 1ο εξάμηνο. Γεώργιος Γκαϊντατζής Επίκουρος Καθηγητής. Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής & Διοίκησης Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης.

6 ο Μάθημα Ισχύς Διατήρηση της ενέργειας. Ισχύς Δυναμική ενέργεια Διατήρηση της μηχανικής ενέργειας Διατήρηση της ενέργειας

Επιμέλεια : Γαβριήλ Κωνσταντίνος Καθηγητής Φυσικής

Φυσική για Μηχανικούς

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΕ ΝΕΟ ΣΥΣΤΗΜΑ 2014

Ένα σώμα κινείται πάνω σε μια λεία επιφάνεια, υπό την επίδραση πλάγιας δύναμης όπως το σχήμα

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 3//7/2013 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΓΡΑΠΤΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

Α. Η επιτάχυνση ενός σωματιδίου ως συνάρτηση της θέσης x δίνεται από τη σχέση ax ( ) = bx, όπου b σταθερά ( b= 1 s ). Αν η ταχύτητα στη θέση x

ΦΥΣΙΚΗ Ι. ΤΜΗΜΑ Α Ευστάθιος Στυλιάρης ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟN ΑΘΗΝΩΝ,, ΕΡΓΟ ΚΑΙ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Λυμένες ασκήσεις. Έργο σταθερής δύναμης

Φυσική για Μηχανικούς

ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

γραπτή εξέταση στο μάθημα

Κεφάλαιο 1: Έργο-Ισχύς-Ενέργεια

ΣΥΝΟΨΗ 2 ου Μαθήματος

Όπου m είναι η μάζα του σώματος και υ η ταχύτητά του.

Έργο δύναμης. Γενικά το έργο δύναμης είναι το εσωτερικό γινόμενο δύο δυανυσμάτων: της δύναμης επί την μετατόπιση

... Σχετικότητα. Αναίρεση λοιπόν της ιδέας απόλυτου χρόνου ή χώρου, εισαγωγή απόλυτου χωροχρόνου.

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 16/2/2012 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ A ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Ι

ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΑ ΣΧΟΛΙΑ Η δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα προκαλεί μεταβολή της ταχύτητάς του δηλαδή επιτάχυνση.

Μελέτη ευθύγραμμης ομαλά επιταχυνόμενης κίνησης και. του θεωρήματος μεταβολής της κινητικής ενέργειας. με τη διάταξη της αεροτροχιάς

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΠΟ ΤΗΝ Α ΚΑΙ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΕΣ ΣΤΗΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ ΤΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ

Διαγώνισμα Φυσικής Προσανατολισμού Β Λυκείου Οριζόντια Βολή Ορμή Κρούσεις

Κεφάλαιο 5: Ενέργεια

Εργο Θεώρημα Έργου ενέργειας. Ισχύς

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 3/2/2016 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

φορτισμένου πυκνωτή με διεύθυνση κάθετη στις δυναμικές γραμμές του πεδίου, όπως

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική Ι 1ο εξάμηνο. Γεώργιος Γκαϊντατζής Επίκουρος Καθηγητής. Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής & Διοίκησης Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης.

9 o Γ.Λ. ΠΕΙΡΑΙΑ ιαγώνισµα ΦΥΣΙΚΗΣ (2) 0. Καλή Επιτυχία. Ονοµατεπώνυµο:... Πειραιάς /5 / 2007

ΦΥΣΙΚΗ. Ενότητα 6: ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ. Αν. Καθηγητής Πουλάκης Νικόλαος ΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε.

( ) ) V(x, y, z) Παραδείγματα. dt + "z ˆk + z d ˆk. v 2 =!x 2 +!y 2 +!z 2. F =! "p. T = 1 2 m (!x2 +!y 2 +!z 2

Φυσική για Μηχανικούς

Εφαρμόζουμε την αρχή διατήρησης της ορμής (θετική φορά προς τα δεξιά) :

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 09 Ροπή Αδρανείας Στροφορμή

Έργο. Είναι μονόμετρο φυσικό μέγεθος και μετράται σε Joule = Ν m. Παραγόμενο έργο, καταναλισκόμενο έργο, μηδενικό έργο

Θεώρημα μεταβολής της Κινητικής ενέργειας

Lamborghini Aventador : production February 2011 present km/h (0 60 mph): 2,9 s Top speed 350km/h Mass: 1600kgr

1. Για το σύστηµα που παριστάνεται στο σχήµα θεωρώντας ότι τα νήµατα είναι αβαρή και µη εκτατά, τις τροχαλίες αµελητέας µάζας και. = (x σε μέτρα).

Έργο Σταθερής Δύναμης

16. Να γίνει µετατροπή µονάδων και να συµπληρωθούν τα κενά των προτάσεων: α. οι τρεις ώρες είναι... λεπτά β. τα 400cm είναι...

Γενική Φυσική. Ενότητα 5: Έργο, ενέργεια. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Μαθηματικών

Μηχανική - Ρευστομηχανική

Φυσική για Μηχανικούς

Λύση Α. Σωστή η επιλογή α. Β.

ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ μονόμετρα. διανυσματικά Η μάζα ενός σώματος αποτελεί το μέτρο της αδράνειάς του, πυκνότητα ενός υλικού d = m/v

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 1 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2018: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Έργο Ενέργεια Ώθηση. F dp=f dt p=p p F dt I(t)

Ενημέρωση. Η διδασκαλία του μαθήματος, όλες οι ασκήσεις προέρχονται από το βιβλίο: «Πανεπιστημιακή

Φυσική Θετικών Σπουδών Γ τάξη Ενιαίου Λυκείου 5 0 Κεφάλαιο

F mk(1 e ), όπου k θετική σταθερά. Στο όχημα ασκείται

W = 6.34 kn (2) F = u 2 f = u2 i + 2a(x f x i ) a = u2 f u2 i 2x f. F = d U(x) (5)

Μία μηχανή μεγάλου κυβισμού κινείται σε ευθύγραμμο δρόμο με σταθερή ταχύτητα υ=36 Km/ h.

ΔΙΕΘΝΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΟΝΑΔΩΝ (S.I.)

Κεφάλαιο 8 Διατήρηση της Ενέργειας

γ) να υπολογίστε το έργο για τη μετατόπιση του σώματος από τη θέση A = 10j μέχρι

E = 1 2 k. V (x) = Kx e αx, dv dx = K (1 αx) e αx, dv dx = 0 (1 αx) = 0 x = 1 α,

Transcript:

Φυσική Ι 1ο εξάμηνο Γεώργιος Γκαϊντατζής Επίκουρος Καθηγητής Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής & Διοίκησης Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης 4 ο μάθημα

Κεφάλαιο 7 Έργο και Ενέργεια

Έργο σε μια διάσταση Νόμοι διατήρησης: ενέργειας ορμής στροφορμής μάζας W = F x Δx 1 Joule = 1 J = 1 N m = 1 kg m 2 /s 2 1 ft lbf = 1ft 1 lbf = 1,356 J

Έργο σε μια διάσταση

Έργο σε μια διάσταση Ο άνθρωπος παράγει έργο (όχι χρήσιμο) στην πραγματικότητα, αλλά επειδή Δx=0 φαίνεται ότι δεν παράγεται έργο (η ανθρώπινη μηχανή θα ήταν πιο αποδοτική αν είχε προβλεφθεί μηχανισμός ακαμψίας) Αν ο άνθρωπος κινείται μέσα σε ανελκυστήρα, τότε Δx>0 και επειδή η μετατόπιση και η δύναμη είναι ομόρροπες έργο θετικό Στο σύστημα αναφοράς του εδάφους, η μπάλλα κινείται προς τα πάνω και παράγεται επάνω της έργο. Στο σύστημα αναφοράς του ανελκυστήρα, η μπάλλα ηρεμεί και δεν παράγεται έργο επάνω της. Αρα, πριν τον υπολογισμό του έργου πρέπει να καθοριστεί σαφώς το σύστημα αναφοράς.

Έργο σε μια διάσταση Έστω ότι η δύναμη είναι συνάρτηση της θέσης F x =F x (x). Τότε το ολικό έργο είναι: W i= n 1 = ΔWi = i= 0 i= n 1 i= 0 Fx( xi) Δx b W = x F x) dx a ( = εμβαδό που περιορίζεται από την καμπύλη της συνάρτησης

Έργο σε μια διάσταση W b = Fx ( x) dx = ( kx) dx a b a = k [ 1 ] 2 1 2 2 x = k( b a ) 2 b a 2

Πολλαπλασιασμός διανυσμάτων Εσωτερικό Γινόμενο (δίνει αριθμό, όχι διάνυσμα) Εξωτερικό Γινόμενο (δίνει διάνυσμα)

Έργο σε τρεις διαστάσεις Σχήμα. Σταθερή δύναμη F δρα κατά τη μετατόπιση Δr. Fcosθ είναι η συνιστώσα της F κατά μήκος της Δr. W=FΔr cosθ = F Δr = FxΔx + FyΔy + FzΔz Εργο + ή ανάλογα με τη γωνία θ (F, Δr ομόροπα, αντίροπα) Για δύναμη κάθετη στη φορά της κίνησης W=0 (π.χ. κεντρομόλος, δύναμη Ν κάθετη σε σώμα που ολισθαίνει κτλ. )

Έργο σε τρεις διαστάσεις Επειδή W=FΔr cosθ = F Δr = FxΔx + FyΔy + FzΔz και Το έργο που παράγεται από τη βαρύτητα εξαρτάται μόνο από τη μεταβολή του ύψους Δz.

Έργο παραγόμενο από μεταβλητή δύναμη σε τρεις διαστάσεις 0 ) ( cos 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 = + + = + + = = = P P z P P y P P x P P z y x P P P P F dz F dy F dx F dz F dy F dx d dr F W r F θ ΔW = F Δr cosθ

-T sinφ + S =0 Tcosφ mg = 0 S = mg tanφ W = 5,7 0 0 0 P P 2 Fxdx = 1 P 2m P mg tanφdx = mgl sinφdφ = mgl[ cosφ] 0 P 5,7 0 2m P mg tanφd ( l sinφ) = 0 5,7 0 0 = mgl(1 cos 0,10) = 600 9,8 20 0,0050 = Το έργο που παράγεται από τη βαρύτητα με z 1 =-l, z 2 =-l(cos5,7 0 ) είναι: W = -mg(-l cos5,7 0 +l) = -mgl(1-cos5,7 0 ) = -590 J 0 mg tanφ( l cosφdφ) = 590J

Κινητική ενέργεια Η ποσότητα Κ = ½ mυ 2 ονομάζεται κινητική ενέργεια σωματιδίου. Η μεταβολή της κινητικής ενέργειας ισούται με το έργο που παράγεται πάνω στο σωματίδιο από την ολική δύναμη Κ 2 - Κ 1 = ΔΚ = W (θεώρημα έργου ενέργειας) K = p 2 /2m (ορμή p=mu)

Κινητική ενέργεια Πίνακας. Μερικές τιμές κινητικής ενέργειας.

Βαρυτική δυναμική ενέργεια Δυναμική ενέργεια η ικανότητα ενός σωματιδίου να παράγει έργο εξαιτίας της θέσης του στο χώρο ησυνάρτηση mgz ονομάζεται βαρυτική δυναμική ενέργεια του σωματιδίου αν η μόνη δύναμη που επιδρά σε σωματίδιο είναι το βάρος του, τότε: W = BΔz = -mg(z 2 -z 1 ) = -mgz 2 +mgz 1 = K 2 -K 1 = ½ mυ 2 2 ½mυ 2 1 K 1 + mgz 1 = K 2 + mgz 2 K + mgz = [σταθ.] = Ε (μηχανική ενέργεια σωματιδίου) (Νόμοςδιατήρησηςμηχανικήςενέργειας)

Ε 1 =Ε 2 ½mυ 1 2 + mgz 1 =½mυ 2 2 +mgz 2 mgz 1 = ½ mυ 22 υ 2 = 54 m/s

Σύνοψη

Ασκήσεις

Ασκήσεις

Ασκήσεις

Ασκήσεις

Ασκήσεις

Κεφάλαιο 8 Διατήρηση της ενέργειας

Σύνοψη κεφ. 7

Σύνοψη κεφ. 7 αν η μόνη δύναμη που επιδρά σε σωματίδιο είναι το βάρος του, τότε: W = BΔz = -mg(z 2 -z 1 ) = -mgz 2 +mgz 1 = K 2 -K 1 = ½ mυ 2 2 ½mυ 2 1 K + mgz = Ε (μηχανική ενέργεια σωματιδίου) = [σταθερά] Νόμοςδιατήρησηςμηχανικήςενέργειας (ενός σωματιδίου που κινείται υπό την επίδραση της βαρύτητας) Εδώ διατύπωση του γενικού νόμου διατήρησης της μηχανικής ενέργειας (όταν (και) άλλες δυνάμεις δρουν πάνω στο σωματίδιο)

Διατηρητική δύναμη Μια δύναμη F είναι διατηρητική, όταν το έργο αυτής της δύναμης εξαρτάται από τη θέση των τελικών σημείων P 1 και P 2 και όχι από το σχήμα του δρόμου ανάμεσα στα σημεία (βλ. Σχήμα). το έργο μιας διατηρητικής δύναμης είναι μηδέν για οποιαδήποτε διαδρομή συμπληρώνει ένα κλειστό δρόμο (Σχήμα) ή Παραδείγματα διατηρητικής δύναμης: βαρύτητα? δύναμη ελατηρίου? δύναμη κινητικής τριβής?

Δυναμική ενέργεια Διατηρητικής δύναμης

Δυναμική ενέργεια Διατηρητικής δύναμης Έστω διατηρητική δύναμη F. Έστω σημείο αναφοράς P 0 με δυναμική ενέργεια U(P 0 ). Σε οποιοδήποτε άλλο σημείο P η τιμή της δυναμικής ενέργειας είναι: Τότε, η μεταβολή της δυναμικής ενέργειας ανάμεσα στα σημεία P 1 και P 2 προσδιορίζεται:

Δυναμική ενέργεια Διατηρητικής δύναμης Επειδή η μεταβολή της κινητικής ενέργειας ισούται με το έργο δηλαδή Ε = Κ + U (νόμοςδιατήρησηςτηςμηχανικήςενέργειας)

Δυναμική ενέργεια Διατηρητικής δύναμης

Δυναμική ενέργεια Διατηρητικής δύναμης

Η αρχική ενέργεια στο σημείο x 1 =-6cm είναι: Ε =½mυ 12 +½ kx 12 = 0 + ½ kx 1 2 Ηενέργειαστοx 2 = 0 cm είναι: E = ½ mυ 22 +½ kx 2 2 = ½ mυ 22 + 0 Άρα, ½kx 12 = ½ mυ 22 υ 2 = = k / mx1 12m / s

Μη διατηρητική δύναμη ΔΚ + ΔU =ΔΕ = W μη διατηρητική Όχι τόσο χρήσιμη, όσο η σχέση που ισχύει όταν δεν υπάρχουν διατηρητικές δυνάμεις (υπολογισμός θέσης-ταχύτητας από τη σχέση ΔΚ+ΔU=0, βλ. παραπάνω παραδείγματα), διότι η τιμή της W μη διατηρητική δεν εξαρτάται μόνο από τη μεταβολή της θέσης αλλά και από τιςλεπτομέρειεςτηςκίνησης, και άρα το W μη διατηρητική δεν μπορεί να υπολογιστεί επακριβώς εκτός και αν γίνουν γνωστές οι λεπτομέρειες της κίνησης

Μη διατηρητική δύναμη

Υπολογισμός της δύναμης από τη δυναμική ενέργεια Και στην περίπτωση που dy=0 και dz=0, έτσι ώστε du = - F x dx Fy U = y Fz U = z ή Fx = U x Αν για παράδειγμα η δυναμική ενέργεια ελατηρίου είναι: U(x)= ½ kx 2, τότε : F x U = x 1 ( k = 2 x x 2 ) = kx

Άλλες μορφές ενέργειας Θερμότητα: Χημική ενέργεια: Πυρηνική ενέργεια: η άτακτη κινητική και δυναμική ενέργεια των ατόμων ενός σώματος, π.χ. εξαιτίας της τριβής. κινητική και δυναμική ενέργεια των ηλεκτρονίων στοεσωτερικότωνατόμων κινητική και δυναμική ενέργεια των πρωτονίων και νετρονίων στο εσωτερικό των πυρήνων των ατόμων Μονάδες: 1 ev = 1,602 10-19 J 1 kw h = 3600 10 6 J 1 kcal = 4,187 10 3 J 1 Btu = 1,055 10 3 J

Πίνακας. Μερικές ενέργειες

Μάζα και ενέργεια Η ενέργεια μπορεί να μετατραπεί σε μάζα και αντίστροφα (θεωρία σχετικότητας Einstein): E = mc 2 (c = 3,00 10 8 m/s) ή Δm = ΔΕ/c 2 δηλ. η ενέργεια έχει μάζα, δηλ. κάθε φορά που η ενέργεια ενός σώματος μεταβάλλεται, ημάζατου(και το βάρος του) μεταβάλλονται. Όταν π.χ. αυξάνει η κινητική ενέργεια ενός σώματος, ημάζατου(και το βάρος του) αυξάνει. Σε μικρές ταχύτητες η αύξηση της μάζας είναι ανεπαίσθητη, αλλά όταν π.χ. η ταχύτητα στοιχειωδών σωματιδίων φθάνει στο 0,9999999997 c η μάζα τους είναι 44.000 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του ηλεκτρονίου που ηρεμεί.

Μάζα και ενέργεια Άρα, οι νόμοι διατήρησης της μάζας και της ενέργειας δεν είναι δύο ανεξάρτητοι νόμοι, αλλά ο ένας εξυπακούει τον άλλο. π.χ. η αντίδραση σχάσης 1 kg U αποδίδει ενέργεια 8,2 10 13 J. Η αντίδραση διατηρεί την ενέργεια, μετασχηματίζοντας την πυρηνική σε θερμότητα, φως και κινητική ενέργεια, αλλά δεν αλλάζει τη συνολική ποσότητα της ενέργειας (θάλαμος αντιδραστήρα ερμητικά κλειστός και θερμικά μονωμένος). Αν ανοιχτεί, θα διαφύγει φως και θερμότητα και θα έχει χαθεί το 0,1% της μάζας του U. Το ίδιο φαινόμενο συμβαίνει και σε μια χημική (εξώθερμη) αντίδραση, όπου η μάζα των καταλοίπων είναι ελαφρώς μικρότερη (μη μετρήσιμη) από την αρχική μάζα.

Ισχύς Μέση Ισχύς: Στιγμιαία ισχύς: Μονάδες: P μέση = ΔW/Δt P = dw/dt 1 watt = 1 W = 1 J/s 1 horsepower = 1 hp = 550 ft lbf/s = 745,7 W P = ΔW/Δt = FΔz/Δt = Fυ =mgυ =900 kg 9,8 m/s 2 1,8m/s = 1,6 10 4 W = 4 1hp = 1,6 10 W = 746 W 21hp

Αφού η επιτάχυνση κατά μήκος του δρόμου είναι μηδέν,

Πίνακας. Μερικές τιμές ισχύος

Σύνοψη

Σύνοψη

Ασκήσεις