Бесплатная подготовка и обучение школьников с помощью ИИ: https://sdavalka.ru/.
Видео урока:
Видео разбора тестов:
План урока:
Кинетическая энергия.
Потенциальная энергия.
Закон сохранения механической энергии.
Коэфициент полезного действия.
1. Кинетическая энергия
Когда тело движется, оно обладает кинетической энергией (от греческого kinetikos — «движущийся»). Эта энергия зависит от массы тела и его скорости.
Формула кинетической энергии:
Eк=mv22
где:
- Eк — кинетическая энергия (Дж),
- m — масса тела (кг),
- v — скорость (м/с).
Пример:
Автомобиль массой 1000 кг движется со скоростью 20 м/с. Его кинетическая энергия:
Eк=1000⋅2022=200 000 Дж=200 кДж
Чем больше масса и скорость тела, тем больше его кинетическая энергия.
2. Потенциальная энергия
Потенциальная энергия — это энергия, связанная с положением тела или его состоянием. Она бывает двух видов:
а) Потенциальная энергия в поле тяжести
Тело, поднятое над Землёй, обладает энергией за счет силы тяжести.
Формула потенциальной энергии:
Eп=mgh
где:
- Eп — потенциальная энергия (Дж),
- m — масса тела (кг),
- g≈9,8 Н/кг — ускорение свободного падения,
- h — высота над нулевым уровнем (м).
Пример:
Камень массой 2 кг лежит на высоте 5 м. Его потенциальная энергия:
Eп=2⋅9,8⋅5=98 Дж
б) Потенциальная энергия упруго деформированного тела
Сжатая пружина, растянутая резинка или согнутая ветка дерева обладают потенциальной энергией упругости.
Формула для пружины:
Eп=kx22
где:
- k — жёсткость пружины (Н/м),
- x — величина деформации (м).
3. Закон сохранения механической энергии
В замкнутой системе, где нет потерь на трение и сопротивление, полная механическая энергия сохраняется:
Eк+Eп=const
Пример:
Мяч падает с высоты.
- В верхней точке: EпEп максимальна, Eк=0.
- При падении: Eп уменьшается, Eк увеличивается.
- В момент удара о землю: Eп=0, Eк максимальна.
4. Коэффициент полезного действия (КПД)
В реальных системах часть энергии теряется (например, на трение). Чтобы оценить эффективность устройства, используют КПД.
Формула КПД:
η=(AполезнаяAзатраченная)⋅100%
Пример:
Грузчик поднимает ящик, совершая полезную работу 800 Дж, но затрачивает 1000 Дж. КПД:
η=(8001000)⋅100%=80%
КПД всегда меньше 100%, так как часть энергии расходуется на преодоление трения, нагрев и др.
Выводы
- Кинетическая энергия зависит от массы и скорости тела.
- Потенциальная энергия бывает гравитационной и упругой.
- Закон сохранения энергии выполняется в идеальных системах без потерь.
- КПД показывает, какая часть энергии используется полезно.
Подумайте:
- Почему у велосипеда КПД выше, чем у автомобиля?
- Как изменяется энергия мяча, если он отскакивает от пола?
Бесплатная подготовка и обучение школьников с помощью ИИ: https://sdavalka.ru/.
Как работать?
- Зарегистрируйтесь.
- Найдите нужный предмет и класс.
- Изучите материалы по урокам: текст, понятный ученикам, сжатый видеоурок с ИИ.
- Пройдите тренировочный тест (можно проходить бесконечно, для усвоения материала).
- Уверены, сдавайте экзаменационный тест!
- И так по каждой теме.
- В конце итоговый тест.
- Сдадите все - сдадите любой экзамен!
Образовательный контент, системы LMS для ВУЗов, СУЗов и школ, можно заказать здесь: https://ecre.ru/