Hogyan kell kiszámítani Jouley -

Joule (J) az egyik legfontosabb mérési egység a nemzetközi egységekben (C). Joulesben a munkát mérik, energiát és a hőmennyiséget. A végeredmény bemutatása joulesben, a c. Ha a feladatban más mérési egységek vannak megadva, átalakítják őket a nemzetközi egységek rendszerének mérési egységébe.

Lépések

1. módszer az 5-ből:

A munka kiszámítása (j)

egy. A fizika munkája fogalma. Ha áthelyezi a dobozt, akkor fog működni. Ha felemeli a dobozt, akkor fog működni. Annak érdekében, hogy a munka befejeződjön, szükség van a két feltételre:

Állandó erőt alkalmazol.
Az alkalmazott erő hatására a test az erő irányába mozog.

2. Kiszámít. Ehhez szorozza meg a hatalmat és a távolságot (a test mozgott). A Newtonban mért C erőben és a mérők távolságát. Ha ezeket az egységeket használja, a kapott munkát Joulesben mérjük.

A feladatok megoldásakor határozza meg az alkalmazott erő irányát. A doboz felemelése, az erő az alulról felfelé irányul, de ha egy dobozt készít a kezedben, és egy bizonyos távolságot, akkor nem működik - alkalmazza a hatalmat, hogy ne essen, de az erő A doboz nem mozog.

3. Keressen testtömeget. Meg kell kiszámolni a testmozgáshoz csatolni kívánt erőt. Tekintsünk egy példát: Számítsa ki a sportoló által végzett munkát (a padlóról a mellkasig), amely 10 kg-ot súlyoz.

Ha a feladatban nem szabványos mérési egységek vannak megadva, átalakítsa őket az SI egységbe.

4. Kiszámítja a hatalmat. Power = Súly x gyorsítás. Példánkban a szabad esés gyorsulását, amely 9,8 m / s. A rúd felfelé történő mozgatásához szükséges erő 10 (kg) x 9,8 (m / s) = 98 kg ∙ m / s = 98.

Ha a test vízszintes síkban mozog, ne vegye figyelembe a szabad esés gyorsulását. Talán a feladat megköveteli a súrlódás leküzdéséhez szükséges erő kiszámítását. Ha a felgyorsulás a feladatban van megadva, egyszerűen szaporítsa ezt a testtömeghez.

öt. Mérje meg az utazott távolságot. Példánkban azt feltételezzük, hogy a bár 1,5 m magasságba emelkedik. (Ha a feladatban nem szabványos mértékegységek vannak, konvertálják őket egy mértékegységbe.)

6. Szaporodott lendületet. Annak érdekében, hogy egy 10 kg-os súlyú rúdot 1,5 m magasságba emeljük, a sportoló 98 x 1,5 = 147 j.

7. Számítsa ki a munkát, amikor a tápellátás szögre irányul. Az előző példa elég egyszerű volt: az erő és a test mozgása egybeesett. De egyes esetekben az erő a mozgás irányára irányul. Tekintsünk egy példát: Számítsuk ki a gyermek által elkövetett munkát, amely a kötelet 25 m távolságra húzza, és 30 ° -os eltéréssel rendelkezik. Ebben az esetben a művelet = x cosine (θ) x távolság. A θ szög az erő iránya és a mozgás iránya közötti szög.

nyolc. Keressen egy közös csatolt erőt. Példánkban azt feltételezzük, hogy a gyermek 10-es erőt alkalmaz.

Ha a feladat azt mondja, hogy az erősség felfelé irányul, vagy jobbra / balra, vagy annak iránya egybeesik a testmozgás irányával, majd a munka kiszámításához, egyszerűen megmagyarázza a teljesítményt és a távolságot.

kilenc. Kiszámítja a megfelelő erőt. Példánkban csak néhány a teljes teljes húzza a szánkót. Mivel a kötél felfelé irányul (a vízszintes szögben), a teljes erő másik része megpróbálja felemelni a szánkót. Ezért kiszámítsa az irányt, amelynek az irány egybeesik a mozgás irányával.

Példánkban a θ szög (a föld és a kötél között) 30 ° -os.

cosθ = cos30º = (√3) / 2 = 0,866. Keresse meg ezt az értéket a számológép segítségével - szögmérő egységként a számológépben, a beállított fokozatok.

Szorozzuk meg a közös erőt a cosθ-ra. Példánkban: 10 x 0,866 = 8,66 óra az az erő, amelynek iránya egybeesik a mozgás irányával.

10. Szorozzuk meg a megfelelő erőt a munka kiszámításához. Példánkban: 8,66 (n) x 20 (m) = 173,2 j.

2. módszer 5:

Energiaszárítás (J) Ehhez a hatalomhoz (W)

egy. Erő és energia. A teljesítményt wattokban (W) mérjük, és jellemzi a változás, a transzformáció, az átalakulás vagy az energiafogyasztás mértékét, amelyet Joulesben (j) mérnek. Az energia (j) kiszámításához ehhez a hatalomhoz (W), meg kell ismernie az időtartamot.

2. Az energia kiszámításához (j) egy ideig többszörös teljesítmény (ek). A készülék, amelynek hatalma 1 W, 1 J energiát fogyaszt mindegyikhez. Például kiszámítjuk a villanykörte által fogyasztott energiát, amelynek kapacitása 60 W-os 120 másodpercig: 60 (w) x 120 (c) = 7200 j

Ez a képlet igaz a Wattban mért teljesítményre, de leginkább a villamos energiát érintő feladatokra vonatkozik.

3. módszer 5:

Kinetikus energia kiszámítása (j)

egy. A kinetikus energia a mozgás energiája. Joulesben (j) kifejezhető.

A kinetikus energia megegyezik azzal a munkával, hogy felgyorsítsa a rögzített testet egy bizonyos sebességig. Miután elért egy bizonyos sebességet, a test kinetikus energiája állandó marad, amíg hő (súrlódással), gravitációs potenciál energiát (a gravitáció elleni vezetés során) vagy más energiatípusok.

2. Keressen testtömeget. Például számítsa ki a kerékpár és a kerékpáros kinetikus energiáját. A kerékpáros tömege 50 kg, és a kerékpáros tömeg 20 kg, azaz a test teljes tömege 70 kg (figyelembe vesszük a kerékpárt és a kerékpárt egyetlen testként, mivel egy irányban és egy sebességgel mozognak).

3. Sebességet számít fel. Ha a feladat a feladatban van megadva, lépjen a következő lépésre - egyébként számítsa ki az alábbi módszerek egyikében. Kérjük, vegye figyelembe, hogy itt a sebesség iránya elhanyagolható - ráadásul tegyük fel, hogy a kerékpáros szigorúan egyenes vonalban lovagol.

Ha a kerékpáros állandó sebességgel (gyorsulás nélkül) vezetett, mérje meg a távolságot (m) és oszd meg egy ideig (c) a távolság áthaladására. Így kapod az átlagos sebességet.

Ha a kerékpáros felgyorsult, és a gyorsulás sebessége és a mozgás iránya nem változott, akkor a t jelenlegi sebességét a képlet szerint számoljuk: gyorsulás x t + kezdeti sebesség. Az idő másodpercben mérhető, az m / s sebességgel, a gyorsulást m / s-ban.

4. Helyettesítő értékek a képletben. Kinetic Energy = (1/2) MV, ahol m - Mass, V - sebesség. Például, ha a kerékpáros fordulatszám 15 m / s, akkor kinetikus energiája k = (1/2) (70 kg) (15 m / s) = (1/2) (1/2) (70 kg) (15 m / s) (15 m / s) = 7875 kg ∙ m / s = 7875 n ∙ m = 7875 j

A kinetikus energia kiszámítására szolgáló képlet a munka definíciójából (W = Fδs) és a kinematikus egyenlet (v = v₀ + 2AΔS, ahol Δs - utazott távolság).

5. módszer 5:

A hő mennyiségének kiszámítása (j)

egy. Keressen egy meleg fűtött testet. Ehhez használjon kiegyensúlyozott vagy tavaszi mérleget. Ha a test folyadék, először mérje meg az üres tartályt (amelyben a folyadékot húzza), hogy megtalálja. A folyadék mérése, levonja az üres tartály tömegének eredményétől, hogy megtalálja a folyadék tömegét. Például, 500 g tömegű vizet.

Hogy az eredményt joulesben mérjük, a tömeget grammban kell mérni.

2. Keresse meg az adott testhőt. A kémia, a fizika vagy az internet tankönyvében található. A víz specifikus hőteljesítménye 4,19 J / g.

A specifikus hő kapacitás kissé változik a hőmérséklet és a nyomás változásával. Például bizonyos forrásokban az adott vízhőmérséklet kapacitása 4,18 J / g (mivel a különböző források "referencia hőmérséklet" különböző értékeit választják ki).

A hőmérsékletet Kelvin vagy Celsius fokokban mérhetjük (mivel a két hőmérsékleti érték közötti különbség ugyanaz lesz), de nem Fahrenheit fokban.

3. Keresse meg a kezdeti testhőmérsékletet. Ha a test folyadék, használja a hőmérővel.

4. Melegítse a testet, és keresse meg a véges hőmérsékletet. Így megtalálhatja a test által továbbított hőmennyiséget, amikor fűtött.

Ha a hőre átalakított teljes energiát szeretné megtalálni, úgy véli, hogy a kezdeti testhőmérséklet egyenlő az abszolút nulla (0 által Kelvin vagy -273.15 Celsius). Ez általában nem alkalmazható.

öt. Törölje a kezdeti testhőmérsékletet a végső hőmérsékletről, hogy megtalálja a testhőmérséklet változást. Például a vizet 15 Celsius fokból 35 ° C-ra melegítjük, azaz a vízhőmérséklet változása 20 fok Celsius.

6. Szorozzuk a testtömeget, annak specifikus hő- és testhőmérséklet-változását. Formula: H = MCΔT, ahol Δt a hőmérséklet változása. Példánkban: 500 x 4,19 x 20 = 41,900

A hőmennyiséget néha kalóriákban vagy ciklisztóriákban mérjük. Kalóriák - Ez a hőmennyiség 1 gramm víz hőmérsékletének növeléséhez szükséges 1 fokos Celsius, ciklelooria - Ez a hőmennyiség, amely az 1 kg víz hőmérsékletének növeléséhez szükséges 1 fokos Celsius. A fenti példában az 500 g víz hőmérsékletének növekedése 20 ° C-on 10 000 kalóriát vagy 10 kcalot igényel.

5. módszer 5:

Elektromos energia kiszámítása (j)

egy. Leírja, hogyan kell kiszámítani az energiaáramlást az elektromos áramkörben. Gyakorlati példa van arra, hogy a fizikai feladatok megoldhatók legyenek. Kezdjük, kiszámítjuk a P = I X R képlet szerinti teljesítményt, ahol az I jelentése az aktuális (A), R -son rezisztencia (OM). Meg fogja találni a hatalmat (W), amellyel kiszámíthatja az energiát (J) (lásd a második fejezetet).

2. Vegye az ellenállást. Az ellenállás ellenállási értékét a színes szalag formájában lévő szám vagy címke jelöli. Az ellenállás ellenállását is meghatározhatja egy bemeneti vagy multiméterrel való összekapcsolással. Például vegyen be egy ellenállást 10 ohm ellenállásával.

3. Csatlakoztassa az ellenállást az aktuális forráshoz. Ehhez használjon krokodilbilincseket vagy kísérleti állványt elektromos lánccal.

4. Egy bizonyos idő alatt az áramkörön keresztül hagyja ki az áramot. Például, tegye meg 10 másodpercen belül.

öt. Meghatározza az aktuális erőt. Ehhez használjon ammétert vagy multimétert. Például az áram 100 mA = 0,1 a.

6. Számítsa ki a teljesítményt (W) a p = i x r képlet alapján. Példánkban: p = 0,1 x 10 = 0,01 x 10 = 0,1 w = 100 mW

7. Szorozzuk meg a hatalmat és az időt az energia megtalálásához (j). Példánkban: 0,1 (w) x 10 (s) = 1 j.

Mivel az 1 joule enyhe érték, és az elektromos készülékek erejét watt, millivattok és kilowattok jelzik, majd a házban és a kommunális szférában az energiát általában kilowattóra mértük. Ha 1 W = 1 J / s, akkor 1 J = 1 W ∙ C- Ha 1 kW = 1 kj / s, akkor 1 kj = 1 kW ∙ S. 1 h = 3600 s, majd 1 kWh ∙ h = 3600 kW ∙ c = 3600 kW = 3600000 j.

Tippek

Az SI-ben az energiát és a munkát Ergakhben is mérik. 1 erg = 1 dina (erőmérő egység) x 1 cm. 1 j = 10000000 erg.

Figyelmeztetések

Joule és Newton Meter a munkaegységek. A joules-ben az energiát mérje, és tökéletes, ha a test egyenes vonalban mozog. Ha a test forgása, a mérési egység Newton Meter kerül alkalmazásra.