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에너지와 일

Overview

출처: 케트론 미첼 윈, 박사, 아산타 쿠레이, 박사, 물리학 및 천문학, 물리 과학 학교, 캘리포니아 대학, 어바인, 캘리포니아

이 실험은 작업 에너지 원리를 보여줍니다. 에너지는 과학에서 가장 중요한 개념 중 하나이며 정의하기가 간단하지 않습니다. 이 실험은 중력 전위 에너지와 번역 운동 에너지라는 두 가지 종류의 에너지를 다룰 것입니다. 중력 전위 에너지는 중력장에 배치되어 물체가 소유하는 에너지로 정의됩니다. 지상 의 높은 물체는 큰 중력 잠재적 인 에너지를 가지고 있다고합니다. 한 위치에서 다른 위치로 움직이는 오브젝트에는 번역 운동 에너지가 있습니다. 에너지의 가장 중요한 측면은 모든 유형의 에너지의 합계가 보존된다는 것입니다. 즉, 이벤트 전후시스템의 총 에너지는 전적으로 또는 부분적으로 다른 종류의 에너지로 옮겨질 수 있지만, 이벤트 전후에는 총 에네러러가 동일하다. 이 실험실은 이러한 보존을 보여줍니다.

에너지는 기계 에너지를 작업과 관련된 "작업 능력"으로 정의할 수 있습니다. 고정 된 물체를 명중 비행 발사체는 벽돌 벽에 부딪히고 그것을 부수고 망치가 나무 조각에 못을 박는 것과 같은 고정 된 물체에서 작동합니다. 모든 경우에, 그 후에 변위를 겪는 바디에 가해지는 힘이 있습니다. 움직이는 물체는 작업을 수행할 수 있으므로 에너지가 있습니다. 이 경우 운동 에너지입니다. 이 실험에서 중력은 글라이더에 대한 작업을 수행 할 것입니다.

중력의 잠재적 에너지를 번역 운동 에너지로 옮기는 것은 이 실험에서 글라이더를 다양한각도(즉, 높이)로 슬라이딩하여 시연될 것이다. 개체의 잠재적 에너지는 높이에 직접 비례합니다. 개체에서 수행되는 순 작업은 운동 에너지의 변화와 같습니다. 여기서 글라이더는 휴식에서 시작하여 운동 에너지를 얻습니다. 운동 에너지의 이러한 변화는 중력에 의해 수행된 작업과 동일하며 글라이더의 시작 높이에 따라 달라집니다. 작업 에너지 원리는 글라이더의 시작 높이와 최종 속도를 측정하여 검증됩니다.

Procedure
  1. 공기 공급, 범퍼, 다양한 질량의 글라이더 2개, 속도 센서, 에어 트랙, 알루미늄 블록 및 스케일을 가져옵니다(그림 1참조).
  2. 저질량 글라이더를 저울에 놓고 질량을 기록합니다.
  3. 공기 공급을 글라이더 트랙에 연결하고 켭니다.
  4. 글라이더 스탠드 아래에 알루미늄 블록을 놓고 공기 공급에 가깝게 놓습니다. 이 구성은 가장 낮은 높이 구성입니다.
  5. 글라이더를 트랙 상단에 놓고 높이를 측정합니다. 측정은 질량의 대략적인 중심에 대하여 되어야 합니다.
  6. 글라이더를 트랙 의 맨 아래에 놓고 낮은 높이, h0을측정합니다. 차이h1 - h0은 알루미늄 블록의 높이여야하지만 검증하기 위해 측정을 수행합니다.
  7. 글라이더를 다리와 알루미늄 블록 바로 위에 트랙 상단에 다시 놓고 나머지에서 놓습니다.

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Results

다양한 높이에서 초기 잠재 에너지의 샘플 계산값은 표 1의 PE 열에 나열되며, 수학식 7을사용하여 발견된다. 실험에서 측정된 최종 속도도 테이블에 있습니다. 번역 운동 에너지는 최종 속도의 이러한 측정값을 사용하여 계산됩니다. 작업 에너지 정리에 따르면, 테이블에 있는 KEPE 열은 동일해야 하며 거의 동일합니다. 두 ?...

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Application and Summary

작업 에너지 원칙의 응용 프로그램은 유비쿼터스입니다. 롤러 코스터는이 에너지 전송의 좋은 예입니다. 그들은 당신을 큰 높이까지 끌어 올려 가파른 경사로 떨어 뜨립니다. 경사면에서 얻을 수 있는 모든 잠재적 에너지는 나머지 라이딩의 운동 에너지로 변환됩니다. 코스터는 또한 거대한, 잠재적 인 에너지에 추가. 스카이다이버들도 이 원리를 사용합니다. 그들은 약 13,000 피트의 높이로 그들?...

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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

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