功与力
目录
动能
动能是物体由于运动而拥有的能量。例如,快速移动的鹅卵石可以伤害一个人或打破窗户的玻璃,移动车辆的能量,快速移动的风可以损坏许多房屋,或风可以移动风磨的叶片,等等。
运动物体所具有的动能
假设,一个运动物体的质量= m
运动物体的初速度= u
物体的加速度= a
物体的最终速度= v
物体达到最终速度的位移= s。
由运动方程可知,
' v ^ 2 = u ^ 2 + 2的
' = > 2 = v ^ 2 u ^ 2》
' = > s = (v ^ 2 u ^ 2) /(2),(我)
现在,我们知道,所做的功,' W = F xx s '
因此,通过将式(i)中的s值代入表达式W = F x s,我们得到
' W = Fxx (v ^ 2 u ^ 2) / (2) '
现在,根据牛顿第二运动定律,力=质量x加速度
或者F = m x a
因此,将F的值代入式(ii),得到,
' W = mxxaxx (v ^ 2 u ^ 2) / (2) '
' =>W=1/2 m(v^2-u^2) '——(iii)
如果物体从静止状态开始运动,因此,初速度(u)将等于零。
因此,式(iii)可以写成
' = > W =或2 - 0 (v ^ ^ 2)”
' =>W= 1/2 mv^2 ' ------(iv)
由式(iv)可知,做功等于物体动能的变化量。
因此,如果一个质量为m的物体以匀速运动,
因此,动能' (E_k) = 1/2 mv^2 ' ----(v)
由上式可知,运动物体的动能随着物体质量和速度的增加而增加。
势能
物体因其位置所具有的能量称为势能。例如;当一块石头保持在一个高度时,由于它的高度,它拥有一些能量。由于这个势能,物体保持在一个高度,从地面上落下。
拉伸的橡皮筋由于其位置而具有一定的能量。由于这种能量,当被拉伸的橡皮筋被释放时,它通过运动恢复到原来的位置。一个被拉伸的弹射器由于其弦被拉伸而具有势能,并能做功。
被拉伸的弓由于其弦的位置而具有能量。
势能的表达式:
物体由于其高度所具有的势能
设质量为m的物体被放置在反重力高度为h的高度上。
因此,所做功所需的最小力,F = mg
其中,“F”是力,“m”是质量,“g”是重力加速度。
我们知道,做的功=力x位移
因此,所做的功,W = F x h
式中,“h”为物体的位移。由于对象在一个高度上移位,因此,在' s '的位置取' h '。
或者,W = mg h(因为,F = mg)
势能(Ep)等于对物体做的功
因此,Ep= mgh
其中,“h”是高度,“m”是质量,“g”是重力加速度。
物体的势能取决于物体的质量和高度(位置),而不是路径。