作者red0210 (累)(倒)
看板juniorhigh
标题Re: [问题] 功与能
时间Sat May 2 21:24:50 2009
这篇想讲的是动能和重力位能
国中的能量到这边应该就差不多了,想学更多,
请在高二选组选自然组。物理是一门很神奇的科学...
动能
前面好像没有说到,能量可以互换
例如从动能转成热能
那能量要如何转换呢?这时候就必须透过”作功”才能达成。
以下探讨定力作的功可以转换多少动能
首先由功的定义
W = F * S
= ma * S .......................(1)
由於是一个固定大小的力对此物体作功,
所以可以用等加速度运动公式算出前後速度是多少
2 2
V = V0 + 2 a S .................(2)
2 2
=> 2aS = V - V0 .................(3)
2 2
=> aS = 1/2(V - V0 ) .............(4)
带入第一式,可以得到
2 2
W = 1/2 m V - 1/2 m V0 ..........(5)
2
由此看出,此能量形式为1/2 m V ,跟运动速度有关
所以称为动能。
动能定义为
2
K = 1/2 m V
则(5)可改成
W = K - K0
意思就是,物体作功可以造成动能变化。
上一篇讲的骑脚踏车骑很快,然後按住煞车时,脚踏车和人的速度越来越慢
上面式子可以解释为 动能越来越少,到停下来的时候
K0 > K
所以 K - K0 < 0 (动能变化是负的)
W < 0 (此力作负功)
用一些例子结合来看应该会很清楚
重力位能
┬ ○
│
│
H│
│
│
┴ ●
──────────
地面
由日常生活经验可以知道,一个物体在高 H 处掉下来的时候,由於受了重力的影响
物体掉落速度会越来越快
以前面写的动能的角度来看,就是动能越来越大
动能产生变化,就是有被一个力作功,在这里就是重力对此物体作功。
那这个物体被重力作多少功呢?可以先由功的定义出发
W = F * S
此物体受重力 mg ,从高 H 掉到地面,所以位移是 H,两向量方向相同,做正功
所以重力对此物体作功
W = mg * H
另外,如果把此物体由地面往上抛,可以看到此物体一开始具有动能
但是到最高点的瞬间,速度为 0 ,也就是动能为零
之後物体又渐渐下掉,到手上的动能跟一开始往上抛时一样
可以想出,此物体的动能在运动过程被某一能量转换去了,
这个能量跟物体放的位置(高度)有关,称作重力位能。
在上升期间,重力对此物体作负功(过程内位移和受力方向相反)
大小是 -mgH 。
在下降期间,重力对此物体作正功
大小是 +mgH 。
动能和位能两个物理量就这样互相转换。
所以重力位能形式可以写成 mgH
如果桌上放一支手机,手痒去动到手机让它往下掉
此时可以发现这支手机的动能越来越大,这就是因为重力位能转换为动能
高度越高,掉下来最後动能会越大,
所以由此可知:高度越高,位能就越大。
先写到这边,如果有不懂的地方,欢迎提出
如果有写错也欢迎指教
这里只是粗浅的介绍
想了解更透彻,第三行有写,高二的时候请加入自然组.....
这部份高中会讲的更详尽
例如什麽零位面啥的,现在不懂也无差,到高二以後自然会更明白
希望你会爱上物理
以上
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│笑点很重..│ ◥
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