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能源和工作

Overview

资料来源: Ketron 米切尔韦恩博士, Asantha 库雷博士,物理系 & 天文,物理科学学院,加利福尼亚大学,加利福尼亚州欧文市

本实验演示工作能量原理。能源是科学上最重要的概念之一,并不是简单的定义。本实验将处理两种不同的能量: 重力势能和刚体的平动动能。重力势能定义为物体具有由于其位置在引力场中的能量。高出地面的对象据说有大重力势能。处于运动状态的但从一个位置到另一个对象具有刚体的平动动能。能源的最重要方面是能量的所有类型的总和能量的守恒。换句话说,总能量系统前和后任何事件可在全部或部分转移到不同种类的能源,但总energy 将之前和之后的活动。这个实验室将展示这个保护。

能量可以定义为"能够做的工作,"关乎机械能与工作。撞到静止物体的飞行弹丸对那些固定的物体,如炮弹击中砖墙和精神崩溃或锤子钉子的一块木头做的工作。在所有情况下,还有一个身体,随后经历了位移的受力。运动中的物体有能力做的工作,,因而它具有能量。在这种情况下,它是动能。在这个实验中,重力会做滑翔机的工作。

重力势能移交刚体的平动动能将证明本实验通过滑动下来空气轨在不同的角度 (即,高地),一架滑翔机从休息。势能的对象是与它的高度成正比的。在对象上作净功等于它的动能; 中的变化在这里,滑翔机将开始从休息然后获得动能。此更改动能将等于重力所做的工作,并将变化取决于滑翔机的起始高度。工作能量原理将验证通过测量起始高度和滑翔机的最终速度。

Procedure
  1. 获得空气供应、 保险杠、 不同质量的两个滑翔机、 速度传感器、 气垫导轨、 铝块和规模 (见图 1)。
  2. 在规模上放置较低质量滑翔机和记录它的质量。
  3. 连接空气供应到滑翔机轨道并将其打开。
  4. 根据滑翔机站,附近的空气供应铝块的地方。这将是最低高度配置。
  5. 在轨道顶部放置滑翔机和测量的高度, h1。测量应尊重其近似的重心。
  6. 滑翔机置于收口的跟踪和测量的较低的高度, h0。不同h1 -h0应该是高度的铝块,但执行测量以验证。
  7. 放回在轨道上方的腿和铝块,滑翔机和释放它从休息。记录其速度v跟踪使用时机盖茨底部。确保速度测点测量h0了。做了五次,并采取的平均速度。在表 1中的相应框中记录这个速度。
  8. 放置在滑翔机立场之下的另一种铝块。这将添加势能计算 3.4

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Results

示例计算初始势能在不同高度的值在表 1,发现使用方程 7 PE列中列出。实验测出的最终速度也是在表中。使用这些测量的值的最终速度计算刚体的平动动能。根据动能定理,PE列在表中的,应该一律平等,他们几乎都是。在这两个值的差异只是来自采取在实验中,在那里可以从这种类型的实验预期的 10%左右的差异百分比?...

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Application and Summary

工作能量原理的应用是无处不在。过山车是这能量转移的一个好例子。他们把你拉到伟大的高度和你下拉一个陡峭的斜坡。你获得的斜面顶部的所有潜在能量然后都转换为动能为其他的骑。杯垫也是巨大的这增加了潜在的能量。跳伞者使用这一原则。他们坐在一架飞机,并把他们带到大约 13000 英尺高度的系统上工作。他们在垂直方向的初始速度是几乎为零的只是之前他们跳出来,和他们在跳转后...

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Tags
EnergyWorkPhysicsMechanical EnergyPotential EnergyKinetic EnergyEnergy ConservationWork energy PrinciplePosition dependent EnergyMotion dependent EnergyGlidersTrackCannonballBrick WallApplied ForceDisplacement

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0:06

Overview

1:12

Principles of Energy and Work

4:15

Measuring Mechanical Energy

5:58

Data Analysis and Results

7:23

Applications

8:26

Summary

此集合中的视频:

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