Care este diferența dintre teorema energiei de lucru și legea conservării energiei?


Răspunsul 1:

Dacă înțelegeți diferența dintre muncă și energie, presupun că știți răspunsul la întrebarea dvs.

Când ați lovit un fotbal vedeți că munca depusă se manifestă sub formă de energie mecanică. Aceasta este teorema energiei muncii.

Vedeți mișcarea fotbalului și o analizați. Conservarea energiei stabilește o constrângere a mișcării fotbalului și asigură că mișcarea va fi o mișcare de proiectil pe care o observați. Dacă conservarea energiei a eșuat între anume în timpul mișcării de la sine, ar observa ceva magic, miraculos dincolo de domeniul fizicii.

Evident, mi-am asumat mai multe lucruri în minte în timp ce răspund la acesta.


Răspunsul 2:

Mică greșeală pe care o faceți este să transferați semnificația cantităților dvs. pe 2 căi și procese diferite.

Când ridicați un obiect la înălțimea h, schimbarea energiei potențiale este munca depusă împotriva gravitației în ridicarea acestuia = mgh. Dar acest lucru se face astfel încât să nu existe nicio forță netă asupra corpului, ridicați obiectul cu exact aceeași forță ca gravitația în direcția opusă, deci nu există nicio schimbare a energiei cinetice. Ambele ecuații sunt valabile.

Pe de altă parte, atunci când obiectul cade de la înălțime 'h', îl puteți privi în 2 moduri - fie ca schimbare a energiei potențiale + schimbare în energie cinetică = 0, fie ca lucrare făcută de gravitație = schimbare în energie cinetică.

Modul corect de a defini energia potențială este -:

ΔPE=Workdonebygravity\Delta PE = -Work done by gravity

De remarcat este faptul că schimbarea energiei cinetice = munca netă efectuată de toate forțele care acționează asupra corpului

Dar schimbarea energiei potențiale = - (munca depusă doar de gravitație). Nu se aduce nici o contribuție a altor forțe decât dacă sunt alte forțe conservatoare, cum ar fi forța electrostatică.

Motivul semnului negativ din formulă este că o forță conservatoare este ea însăși definită în termeni de schimbare a energiei, forță = - (viteza schimbării energiei potențiale), unde rata schimbării este în raport cu distanța nu în timp. Acest lucru se datorează faptului că forțele conservatoare acționează pentru a minimiza energia potențială.


Răspunsul 3:

Iată un mod de a-l privi ... (poate că este prea simplu, dar sper să fie util!)

Teorema energiei de lucru este preocupată de schimbarea Energiei cinetice a unui obiect datorită lucrărilor efectuate de forța netă care acționează asupra unui obiect. Forța netă este suma vectorială a tuturor forțelor care acționează asupra obiectului și ar include în mod normal gravitația.

Conservarea energiei mecanice este preocupată de schimbarea energiei mecanice într-un sistem datorită muncii forțelor externe. Deci, ceea ce este o „forță externă” depinde de cum definim ce este energia mecanică sau de ceea ce spunem „sistemul” nostru. Dacă includem gravitația în sistemul nostru (pe care o facem de obicei), atunci urmează două lucruri:

  1. Calculul nostru de energie mecanică include atât energia cinetică, cât și energia potențială gravitațională. Greutatea este considerată o forță internă.

Deci munca depusă de gravitație nu are niciun efect asupra energiei mecanice a sistemului, deoarece este în interiorul sistemului.

Același argument ar putea fi pus în legătură cu alte forțe legate de diferite tipuri de energie potențială ... de exemplu: dacă includeți energia potențială elastică a unui arc în definiția dvs. de energie mecanică, atunci forța arcului asupra unui obiect ar fi considerată internă forta.

Deci… așa o explic. Dacă este util; bun. Luați-l sau lăsați-l! :-)


Răspunsul 4:

Teorema muncii-energie afirmă că munca depusă de forța rezultantă asupra unui corp este egală cu schimbarea energiei cinetice a corpului.

Legea conservării energiei (sau mai bine zis „Legea conservării energiei mecanice” în acest caz) afirmă că energia mecanică totală a unui sistem rămâne constantă dacă forțele interne sunt conservatoare și forțele externe nu funcționează.

Acum definim schimbarea energiei potențiale a unui sistem corespunzător forțelor interne conservatoare ale sistemului ca

U (f) -U (i) = - Munca executată de forțele conservatoare interne pe un sistem pe măsură ce sistemul schimbă configurația de la „f” la „i”.

Nu definim sau nu putem defini energia potențială corespunzătoare forțelor non-conservatoare.

Acum, conform teoremei de muncă-energie

Workdone (de forțele conservatoare) + Workdone (de către non-conservator) + Workdone (forțe externe) = Schimbarea energiei cinetice a sistemului adică K (f) - K (i)

Sper că vă ajută.