| English | 의미 |
|---|---|
| mechanical energy/mɪˈkænɪkl ˈenədʒi/ | 역학 에너지 |
| nonconservative forces/ˌnɒŋkənˈsɜːvətɪv ˈfɔːsɪz/ | 비보존력 |
| thermal energy/ˈθɜːml ˈenədʒi/ | 열 에너지 |
진자는 높이를 속도로交換합니다
- 흔들리는 진자는 바닥에서 가장 빠르고 각 흔들림의 꼭대기에서 순간적으로 멈춥니다.
- continually하게 높이를 속도로交换하고 다시反过来합니다.
- 운동 에너지와 높이 에너지를 더하면 총량은 변하지 않습니다.
- 이 흔들리지 않는 총량은 물리학의 위대한 장부법칙 중 하나입니다.
기계 에너지 보존
- 보존력만 작용할 때 기계 에너지(운동 + 위치)는 보존됩니다:
- 에너지는 운동과 위치 사이를 이동하지만 합은 고정되어 있습니다.
- 힘을 구하지 않고도 운동 문제를 해결할 수 있습니다.
공을 $2\ \text{m}$에서 떨어뜨렸다( 공기 저항 없음, $g = 10$). 바닥에서의 속도는 얼마인가(단위: m/s)?
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$mgh = \tfrac{1}{2}mv^2$, 따라서 $v = \sqrt{2gh} = \sqrt{2 \times 10 \times 2} = \sqrt{40} \approx 6.32\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$입니다.
보존력만 있을 경우 운동 에너지와 포텐셜 에너지의 합(____ 에너지)은 보존된다.
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$K + U$은 기계적 에너지이며, 마찰력이나 저항력이 작용하지 않을 때 보존된다.
마찰 없는 진자 Lowest Point에 있다.在那里它的能量是...
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바닥에서 높이(그리고 $U$)는 가장 낮고 속도는 가장 높다 -- 에너지는 전부 운동 에너지이다.
보与非보존력 비교
- 보존력(중력, 스프링)은 기계 에너지를 보존합니다.
- 비보존력(마찰력, 공기 저항)은 에너지를 소모시킵니다.
- 이 차이는 $K + U$이 일정하게 유지되는지 여부를 결정합니다.
마찰력이 작용할 경우 기계적 에너지 $K + U$는 일정하게 유지된다.
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마찰력은 비보존력이다 -- 기계적 에너지를 열로 빼앗으므로 $K + U$가 감소한다.
기계적 에너지를 보존하는 모든 힘을 선택하시오.
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중력과 스프링은 보존력이다. 운동 마찰력은 비보존력이며 에너지를 소산시킨다.
에너지의去向
- 마찰력은 기계 에너지를 열 에너지(열)로 변환합니다.
- 에너지는 전체적으로 여전히 보존됩니다 -- 단지 기계적 계정을 벗어나 있을 뿐입니다.
- 마찰력에 의한 일은 잃어버린 기계 에너지와 같습니다.
에너지 보존
물체가 오르고 내릴 때 운동 에너지와 포텐셜 에너지 사이에서 에너지가 이동하며 총량은 일정하게 유지된다.
블록이 거친 바닥에서 미끄러지다 멈췄다. 운동 에너지는 어디로 갔는가?
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마찰력이 운동 에너지를 열로 변환시켰다. 총 에너지는 여전히 보존되지만 기계적 에너지 계정으로부터 빠져나갔다.
에너지 장부 처리
- 막대 차트나 식 $K_i + U_i = K_f + U_f\ (+\ \text{heat})$을 사용하여 에너지를 추적하십시오.
- 전후의 모든 형태를 나열하십시오; 그들은 균형을 맞춰야 합니다.
- 이렇게 하면 복잡한 다단계 운동 문제조차 해결 가능합니다.
$1\ \text{kg}$ 질량의 공을 $5\ \text{m}$ 높이에서 내립니다 (공기 저항 없음).
- 전체 $U_g = mgh = 1 \times 9.8 \times 5 = 49\ \text{J}$이 바닥에서 운동 에너지로 전환됩니다.
- 따라서 $\tfrac{1}{2}mv^2 = 49\ \text{J}$이 $v = \sqrt{98} \approx 9.9\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$을 제공합니다.
"에너지는 보존된다"는 항상 성립하지만, 기계적 에너지는 마찰이나 저항이 없는 경우에만 보존됩니다. 마찰력이 작용할 때 $K_i + U_i = K_f + U_f$를 설정하지 말고 열 항을 추가해야 합니다. 그렇지 않으면 최종 속도를 과계산하게 됩니다.
보존력만 존재할 때 기계적 에너지는 보존됩니다: $K_i + U_i = K_f + U_f$. 마찰력과 같은 비보존력은 이를 열에너지로 변환합니다 -- 총 에너지는 여전히 보존되지만, 열을 추적해야 합니다. 에너지 장부 처리는 힘 없이 운동해결을 가능하게 합니다.