Эрчим хүчний - ... болзошгүй болон кинетик энерги юм. физикийн эрчим хүчний гэж юу вэ?

Эрчим хүчний - Ингэснээр тэнд манай гариг дээр л амьдрал биш, гэхдээ бас ертөнцийн энэ юм. Үүний зэрэгцээ энэ нь маш их ялгаатай байж болно. Жишээ нь, дулаан, дуу чимээ, гэрэл, цахилгаан, бичил долгионы хувьд илчлэг эрчим хүчний өөр өөр төрлүүд байдаг. бүх үйл явц нь бидний эргэн тойронд явагдаж, энэ нь энэ бодис нь зайлшгүй шаардлагатай юм. Дэлхий дээр бүх зүйл эрчим хүчний ихэнх нар хүлээн авсан, харин бусад эх үүсвэр байдаг. нар тэр үед хамгийн хүчирхэг хүч чадал нь 100 сая боловсруулсан байх болно гэж олон, түүний гариг илгээдэг.

Эрчим хүчний гэж юу вэ?

онол Albertom Eynshteynom урагш тавьж бид бодис болон эрчим хүчний харилцааг судалдаг. Энэ нь их эрдэмтэн өөр нэг бодис хувиргах чадвартай боломжтой болсон юм. Энэ нь эрчим хүчний байгууллагын оршин тогтнох хамгийн чухал хүчин зүйл юм гэдгийг эргэж, асуудал хоёрдогч юм.

Эрчим хүчний - юм гэхэд, том, чадвар зарим ажил гүйцэтгэх. Энэ нь бие хөдөлж эсвэл энэ нь шинэ шинж өгөх чадвартай хүчээр үзэл баримтлалын цаана зогсож байгаа хүн тэр байсан юм. Ямар нэр томъёог "эрчим хүч" гэж байна вэ? Физик - энэ нь суурь шинжлэх ухаан, янз бүрийн эрин үеүүд, улс өөрийн амьдрал, олон эрдэмтэд зориулсан юм. Аристотель хүний үйл хандахдаа үг нь "эрчим хүч" байсан. Энэ нь "үйл ажиллагаа", "хүч", "арга хэмжээ", "эрх мэдэл" - Грекийн "эрчим хүчний" хэлнээс орчуулсан. анх удаа үг нь "физик" гэдэг нь Грекийн эрдэмтэн Treatise нь харагдаж байна.

Ердийн утгаараа, энэ нь одоо байна хугацааны Англи физикч гэсэн нэр томъёог гаргаж ирсэн Томас залуу. Энэ мөчид үйл явдал алс холын 1807 онд гарсан. XIX-р зууны 50-аад онд. Англи хэлний инженер Uilyam Tomson анх удаа нэр томъёог "кинетик engergiya" ашиглаж, 1853 онд Шотландын физикч Uilyam Renkin нэр томъёог "боломжит эрчим хүч" гэсэн нэр томъёог гаргаж.

Өнөөдөр энэ нь скаляр хэмжигдэхүүн физикийн бүх салбарт өнөөгийн юм. Энэ нь хөдөлгөөний болон материйн харилцан өөр өөр хэлбэр нь нийтлэг хэмжүүр юм. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь өөр нэг хэлбэрээр хувиргах нь хэмжүүр юм.

Нэгж ба тэмдэглэгээ

эрчим хүчний хэмжээ жоуль (J) хэмжигдэнэ. Энэ тусгай нэгж, эрчим хүч төрлөөс хамааран гэх мэт янз бүрийн зориулалтыг, байж болно:

• W - системийн нийт эрчим хүчний.
• Q - дулаан байна.
• U - болзошгүй.

эрчим хүчний төрөл

байгаль онд эрчим хүчний олон төрөл байдаг. Гол хүмүүс нь:

• механик;
• цахилгаан,
• цахилгаан,
• химийн;
• дулааны;
• Цөмийн (атомын).

, Соронзон гэрэл, дууны байдаг: бусад төрлийн эрчим хүчний хэлбэр юм. Сүүлийн жилүүдэд, физикчид нь тоо өсөн нэмэгдэж, эрдэмтэд гэж нэрлэгддэг "хар" эрчим хүчний оршин таамаглалыг хандлагатай байна. Энэ бодисын дээр дурдсан төрлийн тус бүр өөрийн гэсэн шинж чанартай байдаг. Жишээ нь, дууны эрчим хүчний долгион замаар дамжих боломжтой юм. Тэд хүн, амьтан, чи дамжуулан чимээг сонсох боломжтой чихэнд чичиргээ eardrum үүссэн хувь нэмэр оруулна. төрөл бүрийн химийн урвалын явцад бүх организмын амьдралд шаардагдах эрчим хүч гаргадаг. Аливаа түлш, хүнсний бүтээгдэхүүн, зай, зай энэ эрчим хүчний хадгалах юм.

Манай гэрэл цахилгаан долгион хэлбэрээр дэлхийн энерги өгдөг. цорын ганц арга нь тэр сансрын нь Өргөн уудам даван туулж чадна. Ийм нарны зай хураагуур зэрэг орчин үеийн технологи, ачаар бид хамгийн үр дүнтэй ашиглаж болно. Илүүдэл ашиглагдаагүй эрчим хүчний тусгай energohranilischah-д хадгалагдаж байдаг. эрчим хүчний дээр дурдсан хэлбэрээр хамт ихэвчлэн дулааны булаг, гол горхи, ашиглаж байгаа Давалгаа далай, био-түлш гарган.

механик эрчим хүчний

Энэ төрлийн эрчим хүчний "механик" гэж нэрлэдэг физикийн салбарт суралцаж байна. Энэ нь E. Түүний хэмжих жоуль явагдаж байна үсэг (J) гэж тэмдэглэнэ. Энэ эрчим хүч гэж юу вэ? Физикийн судалгаа байгууллагуудын механик хөдөлгөөн, бие биетэйгээ болон гадны салбарт тэдний харилцан. улмаас байгууллагуудын хөдөлгөөний улмаас эрчим хүч, кинетик (EK тэмдэглэсэн), эрчим хүчний нэртэй байгууллагуудын харилцан буюу гадаад салбарт, боломжтой (E) гэж нэрлэдэг. хөдөлгөөн ба харилцан хэмжээ нь системийн нийт механик эрчим хүч юм.

аль аль нь зүйлийн тооцох ерөнхий дүрэм байдаг. Одоогийн улсын тэг төрөөс биеийн орчуулга шаардлагатай ажлыг тооцох шаардлагатай эрчим хүчний хэмжээг тодорхойлох. илүү их ажил, илүү их эрчим хүч энэ байдалд бие байх болно.

өөр өөр шинж тэмдэг задлах

эрчим хүчний хэлтсийн хэд хэдэн төрөл байдаг. өөр өөр үндэслэлээр энэ хуваагддаг: гадаад (кинетик ба потенциал), дотоод (механик, дулаан, цахилгаан, цөмийн, хүндийн). Эрчим хүчний сул, хүчтэй харилцан үйлчлэлийн - Цахилгаан эрчим хүчний эргээд соронзон, цахилгаан болон цөмийн хуваагддаг.

кинетик

Ямар ч хөдөлж биеийн кинетик энерги байлцуулан ялгагддаг. Энэ нь ихэвчлэн гэж нэрлэдэг - жолооны. хөдөлгөдөг биеийн эрчим хүч, удааширч үед алдсан байна. Тиймээс хурдан хурд, илүү их кинетик энерги.

кинетик энерги сүүлийн хэсэг дамжих нь суурин объект руу нүүж биеийн холбоо дараа болон хөдөлгөөнөөр нь хүргэж байна. Кинетик энерги томъёо нь дараах байдалтай байна:

• _И = MV ^2: 2,
  хаана м - биеийн жин, V - биеийн хөдөлгөөний хурд нь.

объектын кинетик энерги нь массын хагас бүтээгдэхүүн, түүний хурдны квадратаас тэнцүү байна: Энэ томъёоны хэлбэл дараах байдлаар илэрхийлж болно.

боломжит

эрчим хүчний Энэ төрлийн бие, хүчин аль ч салбарт байдаг байна. Тиймээс обьект нь соронзон орны нөлөөгөөр үед соронзон үүснэ. Бүх байгууллага, газар дээр байгаа боломжит таталцлын хүч байна.

объектын шинж чанарыг судлах хамааран тэд боломжит эрчим хүчний өөр өөр төрлийн байж болох юм. Тиймээс уян хатан, уян хатан бие сунгах чадвартай уян хатан болох эрчим хүч, эсвэл хурцадмал байна. Ямар ч унаж бие, өмнө нь тогтмол байна, боломжит алддаг ба кинетик энерги авсан. Энэ хоёр зүйлийн үнэ цэнэ нь ижил байх болно. Манай гаригийн таталцлын боломжит эрчим хүчний томъёоны салбарт дараах байдлаар байж болно:

• E _N = mhg,
  хаана м - биеийн жин; H - тэг түвшнээс дээш биеийн массын төвийн өндөр; г - хүндийн хурдатгал.

Дэлхийтэй харилцаж объектын боломжит эрчим хүч, түүний массын бүтээгдэхүүний улмаас таталцлын, ямар үед энэ нь байрлаж байгаа өндөрт, хурдатгал нь: энэ томъёоны хэлбэл дараах байдлаар илэрхийлж болно.

Энэ нь скаляр хэмжигдэхүүн нь шинж чанар нь эрчим хүчний нөөц материал цэг (байгууллага), хүчний боломжит талбайд байрладаг, хүч хээрийн ажлаар дамжуулан кинетик энерги олж авах өргөтгөх юм. Заримдаа langranzhiane системийн нэр томъёог (Lagrange динамик систем функц) нь координатын функц гэж нэрлэдэг. Энэ систем нь тэдний харилцан тайлбарлах болно.

боломжит эрчим хүчний орон зай зайлуулж байгууллагын зарим тохиргоонуудын тэг адилтгаж байна. Тохируулах цаашид тооцооны тав тухтай тодорхойлж, гэж нэрлэдэг "боломжит эрчим хүчний хэвийн."

эрчим хүчний хамгаалах тухай хууль

физикийн хамгийн Үндсэн санаанаас нэг нь энерги хадгалагдах хууль юм. Түүний хэлснээр, эрчим хүч хаана ч гарч үүсч биш юм алга байна. Энэ нь байнга өөр нэг хэлбэр нь хөдөлгөдөг. Өөрөөр хэлбэл, зөвхөн эрчим хүчний өөрчлөлт гардаг. Жишээлбэл, гар чийдэн зай химийн эрчим хүчний цахилгаан эрчим хүч болгон хувиргаж байгаа, энэ нь - гэрэл, дулаан байна. Төрөл бүрийн цахилгаан бараа гэрэл, халуун, дуу болон хувирч байна. Ихэнх тохиолдолд, өөрчлөлтийн эцсийн үр дүн нь дулаан, гэрэл байдаг. Үүний дараа, эрчим хүчний эргэн тойронд орон зай руу ордог.

Эрчим хүчний тухай хууль нь олон тайлбарлаж болох физик үзэгдэл. Эрдэмтэд орчлон ертөнцөд өөрийн тогтмол нийт хэмжээ нь тогтмол байна гэж хэлж байна. Хэн ч бий, эсвэл дахин энергийг устгаж болно. түүний төрлийн нэг үйлдвэрлэх, хүн унаж ус түлш эрчим хүч, атомын ашигладаг. Тиймээс энэ төрлийн нэг нь нөгөөх рүү хөрвүүлсэн байна.

орооны эрчим хүчний үнэ цэнэ - 1918 онд эрдэмтэд энерги хадгалагдах хууль нь цаг хугацаа нь translational тэгш хэмийн математик үр дагавар гэдгийг нотолж чадсан юм. Өөрөөр хэлбэл, эрчим хүчний физикийн хуулиуд өөр өөр цаг үед ялгаа байхгүй, учир нь хамгаалагдсан.

эрчим хүчний онцлог

Эрчим хүчний - биеийн ажил хийх чадвар юм. Хаалттай физик системд энэ нь (систем хаах хүртэл) хугацааны туршид хадгалагдаж, гурван нэмэлт интегралыг гаргахад интегралын жолоодох үед хөдөлгөөн үнэ цэнийг нь хадгалах нэг юм. Үүнд: эрчим хүч, эрч, эрч. физик систем нь цаг хугацаанд нь нэгэн төрлийн байх үед "эрчим хүчний" -ийн үзэл баримтлалыг нэвтрүүлэх ач холбогдолтой юм.

байгууллагын дотоод эрчим хүчний

Энэ нь молекулын харилцан, түүнийг бүрдүүлэгч молекулын дулааны хөдөлгөөний энерги нийлбэр юм. Энэ систем нь улсын хосгүй үйл ажиллагаа юм, учир нь энэ нь шууд хэмжиж болохгүй. систем нь энэ байдалд байх үед түүний дотоод энерги үл хамааран системийн түүх, уламжлалт утгатай байна. нэг физик улсаас нөгөө рүү шилжих дотоод энергийн өөрчлөлт нь үргэлж түүний эцсийн бөгөөд эхний мужид утгуудын хоорондох ялгаа тэнцүү байна.

хийн дотоод энерги

хатуу гадна, хий, эрчим хүчний байна. Энэ нь атом, молекул, электрон, цөм багтана системийн хэсгүүд, дулаан (санамсаргүй) хөдөлгөөний кинетик энерги юм. нь хамгийн тохиромжтой хий (хий математик загвар) нь дотоод энерги нь тоосонцор нь кинетик энерги нийлбэр юм. Энэ бол эрх чөлөөний зэргийн тоо, бие даасан хувьсагч, орон зай дахь молекулуудын байр суурийг тодорхойлох тоо юм анхааралдаа авдаг.

эрчим хүчний хэрэглээ

Жил бүр хүн төрөлхтөн улам бүр эрчим хүч их шаардсан байна. Ихэнх тохиолдолд, гэрэлтүүлэг болон бидний гэр орон, тээврийн хэрэгсэл, төрөл бүрийн арга замуудын үйл ажиллагааг, нүүрс, газрын тос, байгалийн хий болгон ашиглаж чулуужсан нүүрсустөрөгч халаах шаардлагатай эрчим хүчийг олж авахын тулд. Тэдгээр нь үл нөхөн сэргээгдэх нөөц.

Харамсалтай нь, тухайлбал ус, салхи, нар зэрэг сэргээгдэх эх үүсвэрүүдийг ашиглан дэлхий дээр үйлдвэрлэсэн эрчим хүчний зөвхөн нэг жижиг хэсэг юм. Өнөөдрийн байдлаар, эрчим хүч тэдний эзлэх хувь нь зөвхөн 5% байна. Хүмүүсийн бас нэг 3% нь атомын цахилгаан станцын үйлдвэрлэсэн цөмийн эрчим хүчний хэлбэрээр хүлээн авдаг.

Үл нөхөн сэргээгдэх нөөц (жоуль-д) дараах хувьцаа байна

• цөмийн эрчих хүч - 2 х ^{24 Аравдугаар сар,}
• байгалийн хий, газрын тосны эрчим хүчний - 2 × 10 ^{сарын 23;}
• 5 х ^{20 оны аравдугаар сарын} - дотооддоо гариг ^{халаана.}

Дэлхийн сэргээгдэх нөөцийг жил бүрийн үнэ:

• нарны эрчим хүчний - 2 х 10 ^24;
• Салхи - 6 х ^{21 Аравдугаар сар,}
• Голын - 6.5 × 10 ^19;
• түрлэгээс - 2.5 х ^{23 Аравдугаар сар.}

Зөвхөн дэлхийн сэргээгдэх эрчим хүн төрөлхтний бус сэргээгдэх эрчим хүчний нөөц нь цаг тухайд нь шилжилтийн манай гариг дээр урт удаан, аз жаргалтай амьдралын боломж байна. цаашид анхааралтай эрчим хүчний янз бүрийн шинж чанарыг судлах нь дэлхий даяар эрдэмтдийн дэвшилтэт хөгжлийг хэрэгжүүлэх.