ΦΥΣΙΚΗ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΑΚΡΥΓΙΑΝΝΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ: ΕΡΓΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΜΑΚΡΥΓΙΑΝΝΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ

ΕΡΓΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Πότε λέμε στη φυσική ότι ένας άνθρωπος παράγει έργο?
Στη φυσική λέμε ότι ένας άνθρωπος παράγει έργο όταν μετακινεί ένα σώμα.

Πότε μια δύναμη παράγει έργο?

Μια δύναμη παράγει έργο όταν μετακινεί το σημείο εφαρμογής της

πχ

Στο σχήμα η δύναμη F και η τριβή Τ παράγουν έργο
Πότε μια δύναμη δεν παράγει έργο?
Μια δύναμη δεν παράγει έργο όταν το σημείο εφαρμογής της παραμένει ακίνητο η όταν κινείται σε τροχιά κάθετη προς την διεύθυνσή της.

πχ
Στο σχήμα η δύναμη του βάρους Β και η κάθετη αντίδραση του εδάφους F_K δεν παράγούν έργο
ενώ η δύναμη F και η τριβή Τ παράγούν έργο.
Πως ορίζεται το έργο σταθερής δύναμης?
Έργο σταθερής δύναμης που μετακινεί το σημείο εφαρμογής της κατά την διεύθυνσή της λέγεται το φυσικό μέγεθος που ισούται με το γινόμενο της δυνάμεως F επί τη μετατόπιση Χ του σημείου εφαρμογής της.

W: έργο της δύναμης
F: η δύναμη
Χ: η μετατόπιση

Ποια η μονάδα έργου και πώς ορίζεται?
Μονάδα έργου είναι το 1 joule (τζάουλ).
joule Newton.1m = 1
joule είναι το έργο που παράγει μια δύναμη ενός Newton, όταν μετακινεί το σημείο εφαρμογής της κατά 1m. πχ
Όταν ένα μέτριο λεμόνι πέσει από ύψος 1μ παράγεται έργο 1 Joule, από τη δύναμη του βάρους του λεμονιού.

Πως υπολογίζεται το έργο σταθερής δύναμης η οποία σχηματίζει γωνία θ με την διεύθυνση κινήσεως του σώματος?

Για να υπολογίσω το έργο σταθερής δύναμης η οποία σχηματίζει γωνία θ με την διεύθυνση κινήσεως του σώματος αναλύω τη δύναμη, σε δύο συνιστώσες.
Σε μία παράλληλη προς την μετατόπιση του σώματος F την_X και σε μια κάθετή προς την μετατόπιση του σώματος F την_Y.
Τότε για έργο σταθερής δύναμης F υπολογίζω μόνο το έργο της παράλληλης F συνιστώσας_X συμφωνά με τον τύπο W = F_XX
Ενώ η κάθετη συνιστώσα F_Y δεν παράγει έργο.
Πως ορίζεται το έργο σταθερής δύναμης η οποία σχηματίζει γωνία θ με την διεύθυνση κινήσεως του σώματος?

ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΤΕ ΤΟ ΒΙΝΤΕΟ ΓΙΑ ΤΟ ΕΡΓΟ ΔΥΝΑΜΗΣ

Πότε το έργο δύναμης χαρακτηρίζεται ως θετικό η παραγόμενο και πότε χαρακτηρίζεται αρνητικό η καταναλισκόμενο?

Όταν η δύναμη έχει τη φορά της κίνησης του σώματος, τότε το έργο της είναι θετικό η παραγόμενο.

Όταν η δύναμη έχει φορά, αντίθετη της κίνησης του σώματος, τότε το έργο της είναι αρνητικό η καταναλισκόμενο.

Τι εκφράζει το έργο μιας δύναμης?
Αν το έργο μιας δύναμης είναι θετικό εκφράζει την ενέργεια που δίνεται , μέσο της δύναμης, στο σώμα.
Αν το έργο της δύναμης είναι αρνητικό εκφράζει την ενέργεια που αφαιρείται , μέσο της δύναμης, από το σώμα.
Τι εκφράζει το έργο της τριβής και τι γίνεται?
Το έργο της τριβής εκφράζει την ενέργεια που αφαιρείται , μέσο της δύναμης της τριβής, από το σώμα.
Το έργο της τριβής γίνεται θερμότητα
Τι ονομάζουμε συντηρητική δύναμη?
συντηρητηκή ονομάζεται η δύναμη, της οποίας το έργο της, κατά μήκος μίας κλειστής διαδρομής είναι μηδέν. παράδειγμα συντηρητικής δύναμης είναι το βάρος

Τι ονομάζουμε μη συντηρητική δύναμη?
ονομάζεται η δύναμη, που το έργο της, κατά μήκος μίας κλειστής διαδρομής δεν είναι μηδέν, παράδειγμα μη συντηρητικής δύναμης είναι η τριβή.

Πως υπολογίζουμε το έργο μη σταθερής δύναμης;
Για να υπολογίσουμε το έργο w μη σταθερής δύναμης F κάνουμε τη γραφική παράσταση της δύναμης σε συνάρτηση με την απόσταση χ και από το εμβαδόν του σχήματος υπολογίζουμε το έργο.

Να υπολογιστεί το έργο της δύναμης που πρέπει να ασκήσουμε στο ελατήριο ώστε να το επιμηκύνουμε κατά διάστημα χ .
Παράδειγμα μη σταθερής δύναμης είναι η δύναμη που ασκείται στο ελατήριο και έχει τύπο F=Kx (1)
Κάνοντας τη γραφική παράσταση της σχέσης (1) έχουμε

και από το εμβαδόν του σχήματος υπολογίζουμε το έργο.

Πότε λέμε ότι ένα σώμα περικλείει ενέργεια;
Ένα σώμα περικλείει ενέργεια ,όταν μπορεί κάτω από κατάλληλες συνθήκες να παράγει έργο ή να δίνει φως ή θερμότητα.

ΒΙΝΤΕΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΙΝΗΤΙΚΉ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΤΟ ΘΜΚΕ

Ποιες μορφές ενέργειας γνωρίζεται
μορφές ενέργειας είναι η μηχανική ,η θερμική ,η χημική ,η ηλεκτρική ,η φωτεινή ,η πυρηνική κλπ.
Τι ονομάζεται δυναμική ενέργεια ενός σώματος;
Δυναμική ενέργεια ενός σώματος λέγεται η ενέργεια που περικλείει ένα σώμα λόγο της θέσης ή της κατάστασης στην οποία βρίσκεται.

Από ποιον τύπο δίνεται η δυναμική ενέργεια λόγο θέσης ενός σώματος;
Η δυναμική ενέργεια λόγο θέσης ενός σώματος δίνεται από τον τύπο : U=Β.h
U : η δυναμική ενέργεια
Β : το βάρος του σώματος
h : το ύψος που βρίσκεται το σώμα
Παρατήρηση: η δυναμική ενέργεια γράφεται και U=mgh
Τι ονομάζουμε κινητική ενέργεια ενός σώματος; Από ποιον τύπο δίνεται η κινητική ενέργεια ενός σώματος;
Κινητική ενέργεια ενός σώματος ονομάζουμε την ενέργεια που έχει το σώμα όταν κινείται με ορισμένη ταχύτητα.

Ο τύπος της κινητικής ενέργειας είναι :

Κ : η κινητική ενέργεια
m : η μάζα του σώματος
υ : η ταχύτητα του σώματος
Τι ονομάζεται μηχανική ενέργεια ενός σώματος;
μηχανική ενέργεια ενός σώματος ονομάζεται το άθροισμα της κινητικής και της δυναμικής ενέργειας δηλαδή :
Ε_μηχ= Κ+ U

Τι μας λέει η αρχή διατήρησης της μηχανικής ενέργειας;
Κατά της μετατροπές της δυναμικής ενέργειας σε κινητική και αντίστροφα, η μηχανική ενέργεια παραμένει σταθερή αν δεν υπάρχουν τριβές.
ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΗΣ ΑΡΧΗΣ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Τι μας λέει η αρχή διατήρησης της ολικής ενέργειας;
Κατά της μετατροπές της ενέργειας από μια μορφή σε άλλη, η ολική ενέργεια ενός απομονωμένου συστήματος παραμένει σταθερή

ΘΕΩΡΗΜΑ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
Κατά τη μετατόπιση ενός σώματος από μια αρχική θέση σε μια τελική , η μεταβολή της κινητικής
ενέργειας του, ισούται με το έργο των δυνάμεων που ασκήθηκαν σε αυτό.

Απόδειξη

S

Το σώμα με την επίδραση της δύναμης F θα εκτελέσει Ε.Ο.Ε.Κ. αρα
F=mα

(3)

(4)
Με απαλοιφή του χρόνου από τις (3) και (4) έχουμε

(5)
Αρα

ΑΡΧΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Ε_ΜΗΧ(1)=Ε_ΜΗΧ(2)

Τι είναι και πώς ορίζεται η ισχύς μιας μηχανής;
ισχύς μιας μηχανής είναι ένα φυσικό μέγεθος που δείχνει πόσο γρήγορα παράγεται ένα έργο και ορίζεται ίση με το πηλίκο του έργου W που παράγεται σε ορισμένο χρόνο t , από τη μηχανή ,προς το χρόνο αυτό.

P : ισχύς
W : έργο
t : χρόνος
Ποια είναι οι μονάδα ισχύος;
Μονάδα ισχύος στο SI είναι 1watt

άλλες μονάδες είναι 1KW(κίλο-watt) 1KW=1000Watt , 1HP(ίππος) 1HP=746Watt

ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΤΕ ΒΙΝΤΕΟ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΟΥ ΘΜΚΕ

ΑΣΚΗΣΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΟΥ ΘΜΚΕ ΣΤΟ ΚΕΚΛΙΜΕΝΟ

Σώμα ρίχνεται από τη βάση κεκλιμένου επιπέδου γωνίας κλίσης φ=30ο, με αρχική ταχύτητα υο=15 m/s. Αν ο συντελεστής τριβής μεταξύ σώματος και επιπέδου είναι
να υπολογιστούν
α) το μέγιστο ύψος που θα φτάσει το σώμα
β) η ταχύτητα με την οποία θα επιστρέψει στη βάση του κεκλιμένου επιπέδου (δίνεται g=10 m/s2).
Β_Χ=Βημφ=mgημ30=m10