Doğada, teknolojide ve günlük yaşamda, bir tür mekanik enerjinin diğerine dönüşümü sıklıkla gözlemlenebilir: potansiyelin kinetiğe ve kinetik enerjiye dönüşümü. potansiyel, örneğin su bir barajdan düştüğünde potansiyeli enerji kinetik enerjiye dönüşür. Sallanan bir sarkaçta bu tür enerjiler periyodik olarak birbirine dönüşür.
Şekil 176'da gösterilen cihazda bir tür mekanik enerjinin diğerine dönüşmesi olgusunu gözlemlemek çok uygundur. Bir eksene bir iplik sarılarak cihazın diski kaldırılır. Yukarı doğru kaldırılan bir diskin bir miktar potansiyel enerjisi vardır. Bırakırsanız dönecek ve düşmeye başlayacaktır. Düştükçe diskin potansiyel enerjisi azalır ama aynı zamanda kinetik enerjisi de artar. Düşüşün sonunda diskin böyle bir rezervi var kinetik enerji yeniden neredeyse önceki yüksekliğine yükselebilir. Yükseldikten sonra disk tekrar düşer ve sonra tekrar yükselir. Bu deneyde disk aşağı doğru hareket ettiğinde potansiyel enerjisi kinetiğe dönüşüyor yukarıya doğru hareket edildiğinde kinetik enerji potansiyel enerjiye dönüşür.
Enerjinin bir türden diğerine dönüşümü iki nesne çarpıştığında da meydana gelir. elastik cisimlerörneğin yerdeki lastik bir top veya çelik bir plaka üzerindeki çelik bir top.
Çelik bir topu (Şek. 177) çelik bir plakanın üzerine kaldırırsanız ve ellerinizden bırakırsanız düşecektir. Top düştükçe potansiyel enerjisi azalır, topun hızı arttıkça kinetik enerjisi artar. Top plakaya çarptığında hem top hem de plaka sıkıştırılacak ve topun sahip olduğu kinetik enerji, sıkıştırılan plakanın ve sıkıştırılan topun potansiyel enerjisine dönüşecektir. Daha sonra elastik kuvvetlerin etkisi sayesinde plaka ve top orijinal şeklini alacak, top plakadan sekecek ve potansiyelleri enerji kinetik enerjiye dönüşecek Top: Top, plakaya çarptığı andaki hızına eşit bir hızla yukarı sıçrayacaktır. Top yukarı doğru yükseldikçe topun hızı ve dolayısıyla kinetik enerjisi azalırken potansiyel enerjisi artar. Sıçrayan plakalar, top neredeyse buna yükseliyor düşmeye başladığı aynı yükseklikte. Yükselişin en üst noktasında tüm kinetik enerjisi yeniden potansiyele dönüşecektir.
Doğal olaylara genellikle bir enerji türünün diğerine dönüşümü eşlik eder.
Enerji bir vücuttan diğerine aktarılabilir. Örneğin, okçuluk sırasında çekilen bir kirişin potansiyel enerjisi, uçan bir okun kinetik enerjisine dönüştürülür.
Sorular. 1. Bir tür mekanik enerjinin diğerine dönüşümü deneysel olarak nasıl gösterilebilir? 2. Çelik bir top çelik bir levhaya çarptığında hangi enerji dönüşümleri meydana gelir? 3. Barajdan su düştüğünde hangi enerji dönüşümleri meydana gelir?
Egzersizler.
- Aşağıdaki durumlarda bir enerji türünün diğerine dönüşümünü belirtin:
- bir şelalenin suyu düştüğünde;
- topu dikey olarak yukarı doğru fırlatırken;
- bir kol saatinin yayını sıkarken;
- kapı yayı örneğini kullanarak.
- Düşen cisimlerin kütleleri aynıdır. Bunlar aynı mı değerler potansiyel enerji aynı yükseklikte ve özdeş cisimler bu yükseklikte kinetik enerji değerleri nedir?
- Hem kinetik hem de potansiyel enerjiye sahip cisimlere örnekler veriniz.
Görevler.
- Bir iplik ve yaylı sarkaç yapın. Dalgalanmalarını gözlemleyin. Bu sarkaçlar salındığında meydana gelen enerji dönüşümlerini kısaca açıklayın.
Not.
Bir iplik sarkacı, ucuna bir ağırlık iliştirilmiş bir iplikten oluşur.
Yaylı sarkaç bir bahardır, onun sonunda yük askıya alındı. Deney sırasında yayın üst ucu güçlendirilir veya elde tutulur, yük hafifçe aşağı çekilerek serbest bırakılır.
- Ders kitabının sonundaki “Hareket eden su ve rüzgarın enerjisi” paragrafını okuyun. Hidrolik ve rüzgar motorları." Aşağıdaki konularda raporlar hazırlayın:
- Su çarklarından modern hidrolik türbinlere kadar.
- Rüzgâr motorlar ve uygulamaları.
İplik sarkacının salınımları. Soldaki resimde bir ipin üzerinde sallanan bir ağırlığı görüyorsunuz. Önce sağa çekildi ve bir yüksekliğe yükseldi H alt konumunun üstünde. Şu anda yük, yerçekiminin etkisi altında en büyük potansiyel enerjiye sahipti.
Ağırlık bırakıldığında sola doğru hareket etmeye başladı ve hızı arttı. Sonuç olarak yükün kinetik enerjisi artar. Aynı zamanda yük indirilir ve orta konumda potansiyel enerjisi en küçük hale gelir. Ancak şu anda yükün hızı en yüksektir. Bu yüzden Kinetik enerji rezervi nedeniyle sola doğru hareket etmeye devam eden yük giderek yükselir. Bu potansiyel enerjisinde bir artışa yol açar. Aynı zamanda yükün hızı da azalarak kinetik enerjinin azalmasına neden olur.
Bu örnekte aynı cismin enerjisi bir türden diğerine geçer: kinetik enerjiden potansiyel enerjiye ve tersi.Şimdi enerjinin yalnızca bir türden diğerine değil, aynı zamanda bir vücuttan diğerine geçtiği örnekleri ele alalım.
Yay sarkacının salınımları. Resme bir göz atın. İlk önce yayın üzerindeki ağırlık aşağı çekildi. Yay gerildi, dolayısıyla elastik kuvvet arttı. Bu kuvvetin artması yayın potansiyel enerjisinin de artması anlamına gelir.
Yük serbest bırakıldıktan sonra yay sıkışır. Sıkıştırıldıkça yayın elastik kuvveti azalır, yani azalır yayın potansiyel enerjisi. Ancak aynı zamanda artışlar yükün kinetik enerjisi, çünkü yukarı doğru hızlandıkça hızı artar. Eşzamanlı artışlar yük yükseldikçe yükün yer çekiminden kaynaklanan potansiyel enerjisi. Enerjinin bir türden diğerine bu dönüşümleri ve bedenden bedene geçişler periyodik olarak gerçekleşir.
Az önce tartışılan örnekte Bir türden diğerine geçen enerji: esnekliğin etkisi altındaki potansiyelden kinetiğe ve ayrıca yerçekiminin etkisi altındaki potansiyele ve bunun tersi. Ayrıca, Bir vücuttan diğerine aktarılan enerji: yaydan yüke ve tam tersi.
Bir cismin sürtünmeyle frenlenmesi. Sağ üstteki resimde hareket halindeki bir trenin tekerleği görülmektedir; altta aynı tekerlek var, ancak tren fren yaparken: fren balataları tekerleğe doğru bastırılır. Ortaya çıkan sürtünme kuvveti tekerleklerin dönüşünü ve dolayısıyla trenin hızını yavaşlatır. Bu, kinetik enerjisinde bir azalmaya yol açar. Resmin alt kısmındaki pedlerin ve tekerleğin kırmızı renkle vurgulanması tesadüf değildir: Sürtünme nedeniyle o kadar ısınırlar ki, elinizle dokunduğunuzda yanıklar meydana gelebilir.
Bu örnekte gözlemledik mekanik enerjinin dönüştürülmesi içsel enerji: tüm trenin kinetik enerjisi, fren balatalarının, tekerleklerinin ve havanın iç enerjisine dönüştürüldü ve bu da ısındı (sıcak tekerlekler ve fren balatalarıyla temas halinde).
Dolayısıyla, bu bölümde tartışılan tüm örnekler, bazen enerjinin korunumu ve dönüşümü yasası olarak da adlandırılan evrensel enerjinin korunumu yasasının niteliksel doğrulamalarıdır.
Enerjinin korunumu ve dönüşümü yasasının oluşturulması, mekanik ve termal olmayan etkilerin keşfedilmesinin yanı sıra diğer hareket biçimlerinin enerjiye dönüştürülmesiyle de kolaylaştırılmıştır. Termal enerji. Mayer, çalışmasında ayrıca dikkate aldığı tüm doğa "güçlerini" içeren bir tablo derledi ve bunların karşılıklı dönüşümlerine ilişkin 25 vakayı aktardı. İşleyişte meydana gelen ısının mekanik işe dönüşmesini dikkate alarak buhar motoru, O
elektriksel “kuvvet”ten ve mekanik etkinin “elektrik”e dönüşmesinden, “maddenin kimyasal kuvvetinden”, “kimyasal kuvvet”in ısı ve elektriğe dönüşmesinden söz ediyor. Doğanın bu çeşitli "güçlerinin" korunması ve dönüştürülmesi kavramını canlı organizmalara kadar genişletiyor ve gıdanın vücutta emildiğinde, kimyasal süreçler, termal ve mekanik etkilere neden olur.
Araştırma elektriksel olaylar karşılıklı dönüşümle ilgili sonucu desteklemek için ciddi nedenler verdi çeşitli formlar birbirine doğru hareketler. 1800 yılında Wohl ilk kimyasal elektrik akımı kaynağını icat etti. 1840 yılında Rus akademisyen Hess, kimyasal “kuvvetlerin” ısıya dönüştüğünü gösteren önemli sonuçlar elde etti. Faraday ve Lenz'in çalışmaları, elektrik ve manyetizmanın dönüşümüne ilişkin keşiflere yol açtı. Peltier ve Lenz tarafından iki metal iletkenin temas noktalarında meydana gelen süreçlerin incelenmesi, elektriksel "kuvvet" ve ısının birbirine dönüştüğünü göstermektedir. 1845 yılında Joule, bir iletkenden elektrik akımı geçtiğinde açığa çıkan ısı miktarı ile akımın büyüklüğü ve iletkenin direnci arasındaki ilişkiyi kurdu (Joule-Lenz yasası). Böylece kırk yıldan fazla bir süre boyunca en büyük ilkelerden biri oluşturuldu. modern bilim Bu, çok çeşitli doğal olayların birleşmesine yol açtı. Bu prensip, doğada meydana gelen hiçbir dönüşüm sırasında değişmeyen, enerji adı verilen bir miktarın var olduğunu belirtir. Enerjinin korunumu yasasının hiçbir istisnası yoktur. Bilim tarihçileri enerjinin korunumu ve dönüşümü yasasının keşfini fizikteki ilk devrim olarak görüyorlar.
Yaşam sistemlerinde enerji dönüşümü
Bir hücredeki enerjinin sonsuz akışı, bir hücreden diğerine ya da bir organizmadan diğerine enerjinin akışı yaşamın özüdür. Canlı hücreler, bir enerji türünü diğerine dönüştürmek için karmaşık ve etkili sistemlere sahiptir. Enerji dönüşümleri esas olarak iki yapıda meydana gelir: yeşil bitkilerde bulunan kloroplastlarda ve hem bitki hem de hayvan hücrelerinde bulunan mitokondride. Biyoenerjetik, canlı organizmalardaki enerji dönüşümlerinin incelenmesidir.
Yaşayan dünyada üç ana enerji dönüşümü türü vardır:
1. Radyant Enerji Güneş ışığı Yeşil bitkilerde bulunan yeşil pigment klorofil tarafından yakalanır ve fotosentez adı verilen süreç yoluyla, karbonhidratların ve karbondioksit ve sudan diğer karmaşık moleküllerin sentezi için kullanılan kimyasal enerjiye dönüştürülür. Kinetik enerjinin bir türü olan güneş ışığından gelen enerji böylece bir tür potansiyel enerjiye dönüştürülür. Kimyasal enerji, karbonhidrat moleküllerinde ve diğer besin maddelerinde, onları oluşturan atomlar arasındaki bağ enerjisi şeklinde depolanır.
2. Karbonhidratların ve diğer moleküllerin kimyasal enerjisi, hücresel solunum süreci sırasında yüksek enerjili fosfat bağlarının biyolojik olarak mevcut enerjisine dönüştürülür. Bu tür enerji dönüşümü mitokondride meydana gelir.
3. Hücre tarafından kullanıldığında meydana gelen enerji dönüşümü kimyasal enerji bu fosfat bağları iş için: mekanik iş - kas kasılması sırasında, elektrik işi- sinir impulsunun iletimi sırasında, ozmotik çalışma - moleküllerin konsantrasyon gradyanına karşı hareketi sırasında, kimyasal çalışma - büyüme sırasında moleküllerin sentezi sırasında. Enerjinin bir kısmı ısı şeklinde dağılarak kaybolur. Evrim sürecinde bitkiler ve hayvanlar, bu işlemleri gerçekleştirmek için çok etkili enerji dönüştürücüler geliştirmişler, ayrıca hücreye çevre koşullarındaki değişikliklere uyum sağlama yeteneğini kazandıran çok incelikli düzenleyici sistemler geliştirmişlerdir.
Enerji ve enerjinin dönüşümleri ile ilgilenen fizik dalına termodinamik denir. Birkaç temele dayanıyor basit ilkeler Canlı veya cansız sistemlerde, nerede meydana gelirse gelsin, her türlü kimyasal prosese uygulanabilir.
B deneysel olarak düzenlenmiş koşullar Herhangi bir sisteme giren ve çıkan enerji miktarı ölçülebilir ve karşılaştırılabilir. Bu durumda, enerjinin ne yaratıldığı ne de yok edildiği, yalnızca bir formdan diğerine geçtiği her zaman ortaya çıkar. Bu, bazen enerjinin korunumu yasası olarak da adlandırılan termodinamiğin birinci yasasıdır: herhangi bir yalıtılmış sistemdeki toplam enerji miktarı sabit kalır. Belirli bir sistem başlangıç durumundan son durumuna geçerek değişikliklere uğrarsa, buna enerjinin emilmesi de eşlik edebilir. çevre veya tam tersine enerjinin çevreye salınması. Sistemin başlangıç ve son durumlarındaki enerji içeriği arasındaki fark, çevredeki ortamın enerji içeriğindeki değişime tam olarak karşılık gelir. Isı, en kolay ölçülebilen enerji şeklidir. Hemen hemen tüm fiziksel veya kimyasal işlemlere ısının çevreye salınması veya dışarıdan ısının emilmesi eşlik eder. Isının açığa çıkmasıyla oluşan bir sürece ekzotermik denir. Dışarıdan ısının emilmesiyle oluşan sürece endotermik denir. İnsan yapımı birçok mekanizmada enerji çoğunlukla ısı biçiminde aktarılır. Ancak biyolojik sistemlerde durum farklıdır; canlı organizmaların temelde izotermal olması gibi basit bir nedenden dolayı: sıcaklık bireysel parçalar hücreler veya bireysel doku hücreleri yaklaşık olarak aynıdır. Başka bir deyişle hücreler diğerlerinden farklı davranırlar. ısıtma motoru; içlerinde vücudun daha sıcak bir kısmından daha soğuk olanına, yani bir sıcaklık gradyanı boyunca ısı transferi yoktur.
Termodinamiğin ikinci kanunu kısaca şu şekilde ifade edilebilir: “Evrenin entropisi artar.” Entropi, iç enerjinin (iş üretemeyen) düzensiz bir durumudur. İkinci yasa farklı bir şekilde ifade edilebilir: "Kapalı bir sistemdeki fiziksel ve kimyasal işlemler, sistemin entropisinin maksimuma doğru yöneleceği şekilde gerçekleşir." Bu nedenle entropi rastgeleliğin veya düzensizliğin bir ölçüsüdür. Hemen hemen tüm enerji dönüşümlerine moleküllerin rastgele hareketi nedeniyle bir miktar ısı kaybı eşlik ettiğinden ortamın entropisi artar. Canlı organizmalar ve onları oluşturan hücreler oldukça organize olduğundan entropileri düşüktür. Dış ortamın entropisini artırarak bu "düşük entropi" durumunu korurlar. Şeker yediğimiz ve içerdiği glikozu karbondioksit ve suya dönüştürdüğümüzde, bunlar da havaya salınır. dış ortam ortamın entropisini arttırırız. Maksimum entropiye sahip bir durum arzusu - itici güç tüm süreçler. Vücut tarafından ısının salınması veya ısının çevreden emilmesi, vücut-çevre sistemini maksimum entropi durumuna getirir.
Ayrıca sözde serbest enerji de var. O kısım olarak düşünülebilir toplam enerji izotermal şartlarda çalışabilen sistemdir. Entropi ve serbest enerji, iyi bilinen bir ilişkiyle ilişkilidir; Geri dönüşü olmayan bir süreç sırasında entropideki artışa, serbest enerji miktarındaki azalma eşlik eder. Tüm fiziksel ve kimyasal işlemler, sistemin serbest enerjisinin minimum ve entropinin maksimum olduğu bir denge durumuna ulaşılıncaya kadar serbest enerjide bir azalma ile ilerler. Serbest enerji faydalı enerjidir ve entropi artık kullanılamayan enerjinin bir ölçüsüdür.
Demir-karbon diyagramının elde edilmesinde dikkate alınan dönüşümler zamanla meydana gelir ve difüzyon süreçleriyle güçlendirilir. Dolayısıyla kinetiklerini değiştirerek onları etkilemek mümkün hale gelir. U8 çelik örneğine bakalım
Perlit t=727 dereceye kadar stabildir, bu sıcaklığın üzerinde ostenitin serbest enerjisi daha az olduğundan perlit ostenite dönüşür. Kritik noktalar (Chernov noktaları) A harfleriyle gösterilmiştir. A1, A2, A3, A4 noktaları vardır. A1, PSK çizgisine karşılık gelir, A3, GSE çizgisi üzerinde yer alır ve ötektoid altı çelikte ferritin çökelmesinin başlangıcına veya çözünmesinin sonuna karşılık gelir.
Isıtma sırasındaki kritik noktaları soğutma sırasındaki kritik noktalardan ayırt etmek için, sayının önüne A harfinden sonra bir işaret koyun: c - ısıtma sırasında, r - soğutma sırasında. Ek olarak, manyetik dönüşümün sıcaklığı olan A2 noktası - Curie noktası - 768 derece vardır. Bu sıcaklıkta demir manyetik olmaktan çıkar. A4 noktası ise gama demirin beta demire dönüştüğü t=1392 dereceye karşılık gelir.
33. Demir teknik olarak saftır toplam safsızlık içeriğinin karbon dahil% 0,08-0,1'e kadar olduğu teknik olarak saf demir -% 0,05'e kadar. Teknik olarak saf demir korozyona karşı dayanıklıdır, elektriksel iletkenliği arttırılmış ve çok yüksek sünekliğe sahiptir. Elektromıknatıs çekirdeklerinin, röle parçalarının ve alaşımların üretiminde kullanılır.
Demirin elektrik direnci düşüktür ve girdap akımı kayıpları yüksektir ve bu nedenle kullanımı sınırlıdır: esas olarak sabit manyetik akının manyetik çekirdekleri (kutup parçaları, röle manyetik çekirdekleri) için. Teknik olarak saf demir - ana bileşençoğu manyetik malzeme.
Çelik- ötektoid dönüşüm ile karakterize edilen, karbonla (ve diğer elementlerle) deforme olabilen (dövülebilir) bir demir alaşımı. Çelikteki karbon içeriği %2,14'ten fazla değildir (istisna: toz teknolojisi), ancak %0,022'den az değildir. Karbon, demir alaşımlarına mukavemet ve sertlik verir, sünekliği ve tokluğu azaltır.Çeliğe alaşım elementleri eklenebileceği göz önüne alındığında, çelik, karbonlu bir demir ve en az %45 demir içeren alaşım elementleri (alaşımlı, yüksek alaşımlı çelik) alaşımıdır.
Çelik, makine mühendisliği, ulaştırma, inşaat ve ülke ekonomisinin diğer sektörleri için en önemli yapı malzemesidir.Yüksek elastik özelliklere sahip çelikler, mekanik ve alet yapımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Makine mühendisliğinde yayların, amortisörlerin, çeşitli amaçlara yönelik güç yaylarının imalatında, alet yapımında - çok sayıda elastik eleman için kullanılırlar: membranlar, yaylar, röle plakaları, körükler, destekler, süspansiyonlar.Yaylar, makine yayları ve elastik elemanlar. Cihazların çeşitli şekilleri, boyutları, farklı koşullar iş. Çalışmalarının özelliği, büyük statik, döngüsel veya şok yükler altında artık deformasyona izin verilmemesidir. Bu bağlamda, tüm yay alaşımlarının, tüm yapı malzemelerinin karakteristik mekanik özelliklerine (mukavemet, süneklik, tokluk, dayanıklılık) ek olarak, küçük plastik deformasyonlara karşı yüksek dirence sahip olması gerekir. Kısa süreli statik yükleme koşulları altında, küçük plastik deformasyonlara karşı direnç, elastik sınırla ve uzun süreli statik veya döngüsel yükleme altında gevşeme direnciyle karakterize edilir.
Beyaz dökme demir- içinde karbon bulunan bir tür dökme demir Bağlı devlet sementit formunda kırık var Beyaz renk ve metalik parlaklık. Bu tür dökme demirin yapısında görünür hiçbir grafit kalıntısı yoktur ve yalnızca küçük bir kısmı (%0,03-0,30) tespit edilir. ince yöntemler kimyasal analiz veya yüksek büyütmelerde görsel olarak. Beyaz dökme demirin ana metal kütlesi sementit ötektik, ikincil ve ötektoid sementitten oluşur ve alaşımlı beyaz dökme demir, kompleks karbürler ve alaşımlı ferritten oluşur. Beyaz demir dökümler aşınmaya dayanıklı, nispeten ısıya dayanıklı ve korozyona dayanıklıdır. Enine kesitlerinin bir kısmında beyaz dökme demirin yapısından farklı bir yapının bulunması bu özellikleri azaltır. Beyaz dökme demirin mukavemeti, içindeki karbon içeriğinin ve dolayısıyla karbürlerin artmasıyla azalır. Beyaz dökme demirin sertliği, yapısındaki karbür oranının artmasıyla ve dolayısıyla karbon içeriğinin artmasıyla artar.
Ana metal kütlesi martensitik yapıya sahip beyaz dökme demir en yüksek sertliğe sahiptir. Karbürlerin pıhtılaşması, dökme demirin sertliğini keskin bir şekilde azaltır.
Safsızlıklar demir karbürde çözündüğünde ve karmaşık karbürler oluşturduğunda, bunların ve beyaz dökme demirin sertliği artar. Beyaz dökme demirin sertliği üzerindeki etkilerinin yoğunluğuna göre ana ve alaşım elementleri, karbür miktarını belirleyen ve dökme demirin sertliğini diğer elementlere göre daha yoğun artıran karbondan başlayarak aşağıdaki sırayla düzenlenir.
35.Dökme demir- ötektik dönüşümle karakterize edilen bir demir ve karbon alaşımı (genellikle %2,14'ten fazla içerik). Dökme demirdeki karbon, sementit ve grafit formunda bulunabilir. Grafitin şekline ve sementit miktarına bağlı olarak beyaz, gri, dövülebilir ve yüksek mukavemetli dökme demirler vardır. Dökme demirler kalıcı yabancı maddeler (Si, Mn, S, P) ve bazı durumlarda alaşım elementleri (Cr, Ni, V, Al, vb.) içerir. Kural olarak dökme demir kırılgandır.
Bir yay üzerindeki yükün salınımları örneğini kullanarak, salınım sisteminde hangi enerji dönüşümlerinin meydana geldiğini düşünelim. Öncelikle sistemde sürtünmenin olmadığı durumu düşünün. Sistemin başlangıç konumu aşağıdaki şekil (a)'da gösterilmektedir.
Sistemi denge konumundan çıkarıp topu Xm kadar sağa çekelim. Yukarıdaki şekilde (b) konumu. Bunu yaparken sisteme bir miktar potansiyel enerji vereceğiz.
Potansiyel enerji formülü
Potansiyel enerji aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanacaktır:
Wп = (k*(Xm)^2)/2.
Sistemin enerjisinin tamamı potansiyel enerjiye eşit olacaktır.
Bundan sonra cesedi serbest bırakacağız. Top sola doğru hareket etmeye başlayacaktır. Yay deformasyonu azalacaktır. Aynı zamanda potansiyel enerji de azalacaktır. Ancak enerjinin korunumu yasasından, iz bırakmadan yok olamayacağını, başka bir enerji türüne dönüşmesi gerektiğini biliyoruz.
Topu bıraktıktan sonra hızının artmaya başladığı ve dolayısıyla kinetik enerjinin artacağı dikkat çekiyor. Top denge pozisyonunu geçtiği anda hızı maksimum olacağından kinetik enerjisi de maksimum olacaktır. Bu durumda yayın deformasyonu sıfır olduğundan potansiyel enerji de olmayacaktır.
Top denge pozisyonunu geçtikten sonra hızı tekrar azalmaya başlayacaktır. Bu, hareketinin kinetik enerjisinin de azalacağı anlamına gelir. Sistemde yay deformasyonu yeniden ortaya çıkacağı için esneyecek ve potansiyel enerji artmaya başlayacaktır.
En sol konuma (c) ulaştıktan sonra potansiyel enerji en yüksek noktasına ulaşacaktır. maksimum değer. Ve bu noktada yükün hızı sıfır olacaktır. Yani kinetik enerji sıfır olacaktır.
Harmonik salınımlar sırasında enerji dönüşümü
Bunu görüyoruz toplam enerji Herhangi bir zamanda bir sistemin potansiyel enerjisi ve kinetik enerjisinin toplamına eşittir.
W = Wк+Wп = (m*V^2)/2 +(k*x^2)/2.
Aynı enerji dönüşümleri matematiksel sarkaç. Gördüğümüz gibi tamamlandı mekanik enerji Kapalı sistem sabit kalacaktır. Kinetik ve potansiyel enerji değerleri değişse de toplamları her zaman aynı sayıya ulaşacaktır.
Sistemin toplam mekanik enerjisi, cismin başlangıç anındaki potansiyel enerjisine veya denge konumundan geçtiği andaki kinetik enerjisine eşittir.
W = (m*V^2)/2 = (k*x^2)/2.
Sistemde sürtünme varsa, sürtünme kuvvetlerini yenmek için enerjinin bir kısmı kaybedilecektir. Bu durumda zamanla vücut tamamen durana kadar salınımların genliği azalacaktır. Bu salınımlar sönümlenecektir.
Yükleniyor...
