Джоулдарды кантип эсептөө керек

Мазмун

Кадамдар
Метод 1 5: Ишти эсептөө (J)
Метод 2ден 5: Берилген кубаттан энергияны (J) эсептөө (W)
Метод 5тин 3: Кинетикалык энергияны эсептөө (J)
Метод 4 5: Жылуулуктун суммасын эсептөө (J)
Метод 5 5: Электр энергиясын эсептөө (J)
Кеңештер
Эскертүүлөр
Сага эмне керек

Джоуль (J) Эл аралык бирдиктер системасындагы (SI) эң маанилүү бирдиктердин бири. Джоуль жумушту, энергияны жана жылуулукту өлчөйт. Жоулдарда акыркы натыйжаны көрсөтүү үчүн SI бирдиктерин колдонуңуз.Эгерде тапшырмада башка өлчөө бирдиктери берилсе, аларды Эл аралык бирдиктер системасынан өлчөө бирдиктерине айландырыңыз.

Кадамдар

Метод 1 5: Ишти эсептөө (J)

1 Физикада иш түшүнүгү. Эгерде сиз кутуну жылдырсаңыз, анда сиз ишти бүтүрөсүз. Эгерде сиз кутуну көтөрсөңүз, анда сиз бул ишти аткардыңыз. Иштин аткарылышы үчүн эки шарт аткарылышы керек:
- Сиз дайыма күч колдонуп жатасыз.
- Тиешелүү күчтүн таасири астында дене күчтүн багыты боюнча жылат.
2 Ишти эсептөө. Бул үчүн күчтү жана аралыкты (дене кыймылдаган) көбөйткүлө. SIде күч Ньютон менен, ал эми аралык метр менен өлчөнөт. Эгерде сиз бул бирдиктерди колдонсоңуз, анда алынган жумуш джоуль менен өлчөнөт.
- Маселелерди чечүүдө колдонулуучу күчтүн багытын аныктаңыз. Кутуну көтөргөндө күч төмөндөн жогору карай багытталат, бирок эгер сиз кутуну колуңузга алып, белгилүү аралыкты басып өтсөңүз, анда сиз жумушту аткарбайсыз - сиз куту түшүп кетпеши үчүн күч колдонуп жатасыз, бирок бул күч кутуну жылдырбайт.
3 Дене салмагыңызды табыңыз. Денени жылдыруу үчүн колдонулушу керек болгон күчтү эсептөө үчүн керек. Бир мисалды карап көрөлү: 10 кг салмактагы штанганы көтөрүүдө (полдон көкүрөккө чейин) спортчунун жасаган ишин эсептөө.
- Эгерде маселе стандарттык эмес өлчөө бирдиктерин камтыса, аларды SI бирдиктерине айландырыңыз.
4 Күчтү эсептөө. Күч = масса х ылдамдануусу. Биздин мисалда 9,8 м / с барабар болгон тартылуу ылдамдыгын эске алабыз. Тилкени өйдө жылдыруу үчүн колдонулушу керек болгон күч 10 (кг) х 9.8 (м / с) = 98 кг ∙ м / с = 98 Н.
- Дене горизонталдык тегиздикте кыймылдаса, тартылуу күчүнүн ылдамдануусун этибарга албаңыз. Балким, тапшырма сүрүлүүнү жеңүү үчүн керектүү күчтү эсептөөнү талап кылат. Эгерде маселени ылдамдатуу берилсе, аны жөн эле берилген дене массасына көбөйтүңүз.
5 Жүргөн аралыкты өлчөө. Биздин мисалда, тилке 1,5 м бийиктикке көтөрүлгөн дейли. (Эгерде стандарттуу эмес өлчөө бирдиктеринде берилген болсо, аларды СИ бирдиктерине которгула.)
6 Күчтү аралыкка көбөйтүңүз. 10 кг салмактагы штанганы 1,5 м бийиктикке көтөрүү үчүн спортчу 98 x 1.5 = 147 Джге барабар жумушту аткарат.
7 Күч бурчка багытталганда жумушту эсептегиле. Мурунку мисал абдан жөнөкөй эле: дененин күчүнүн жана кыймылынын багыттары дал келген. Бирок кээ бир учурларда, күч саякаттын багытынын бурчуна багытталган. Бир мисалды карап көрөлү: горизонталдан 30 градус жип менен 25 м чана тарткан баланын жасаган ишин эсептөө. Бул учурда иш = күч x косинус (θ) x аралык. The бурчу - бул күч багыты менен кыймылдын багыты ортосундагы бурч.
8 Толук колдонулган күчтү табыңыз. Биздин мисалда, бала 10 Нге барабар күч колдонот дейли.
- Эгерде көйгөй күч жогоруга, же оңго / солго багытталганын айтса же анын багыты дененин кыймылынын багыты менен дал келсе, анда ишти эсептөө үчүн жөн гана күчтү жана аралыкты көбөйтүү керек.
9 Тиешелүү күчтү эсептөө. Биздин мисалда, жалпы күчтүн бир бөлүгү гана чананы алдыга тартат. Аркан өйдө багытталгандыктан (горизонталдуу бурчта), жалпы күчтүн дагы бир бөлүгү чана көтөрүүгө аракет кылып жатат. Ошондуктан, кыймылы менен багыты дал келген күчтү эсептегиле.
- Биздин мисалда the бурчу (жер менен жиптин ортосунда) 30º.
- cosθ = cos30º = (√3) / 2 = 0.866. Калькулятордун жардамы менен бул маанини табыңыз; градуска калькулятордогу бурч бирдигин коюңуз.
- Жалпы күчтү cosθге көбөйткүлө. Биздин мисалда: 10 x 0.866 = 8.66 N - бул кыймылдын багыты менен дал келген күч.
10 Ишти эсептөө үчүн тиешелүү күчтү аралыкка көбөйтүңүз. Биздин мисалда: 8.66 (H) x 20 (m) = 173.2 J.

Метод 2ден 5: Берилген кубаттан энергияны (J) эсептөө (W)

1 Күч жана энергия. Кубат ватт (Вт) менен өлчөнөт жана энергияны өзгөртүү, айландыруу, берүү же керектөө ылдамдыгын сүрөттөйт, ал джоуль (J) менен өлчөнөт.Белгиленген кубаттуулукка (W) карата энергияны (J) эсептөө үчүн убакыттын узактыгын билүү керек.
2 Энергияны (J) эсептөө үчүн, кубаттуулукту (W) убакытка (с) көбөйтүңүз. 1 Вт кубаттуулугу бар түзмөк 1 секундага 1 Дж энергия сарптайт. Мисалы, 60 Вт лампа 120 секундга керектелген энергияны эсептеп көрөлү: 60 (W) x 120 (s) = 7200 J
- Бул формула ватт менен өлчөнгөн ар кандай күчкө туура келет, бирок көбүнчө электр менен байланышкан иштерде колдонулат.

Метод 5тин 3: Кинетикалык энергияны эсептөө (J)

1 Кинетикалык энергия - кыймылдын энергиясы. Аны джоуль (J) менен билдирсе болот.
- Кинетикалык энергия стационардык денени белгилүү бир ылдамдыкка чейин ылдамдатуу үчүн жасалган ишке барабар. Белгилүү бир ылдамдыкка жеткенден кийин дененин кинетикалык энергиясы жылуулукка (сүрүлүүдөн), гравитациялык потенциалдык энергияга (тартылуу күчүнө каршы кыймылда) же энергиянын башка түрлөрүнө айланмайынча туруктуу бойдон калат.
2 Дене салмагыңызды табыңыз. Мисалы, велосипед менен велосипедчинин кинетикалык энергиясын эсептеп көрүңүз. Велосипедчинин салмагы 50 кг, велосипеддин салмагы 20 кг, бул жалпы дене салмагынын 70 кг экенин билдирет (велосипед менен велосипедчини бир дене катары караңыз, анткени алар бир багытта жана бир ылдамдыкта кыймылдашат).
3 Ылдамдыгын эсептөө. Эгерде көйгөйдө ылдамдык берилсе, кийинки кадамга өтүңүз; болбосо, аны төмөндөгү ыкмалардын бири менен эсептеп алыңыз. Бул жерде ылдамдыктын багыты анча байкалбайт; Анын үстүнө, велосипедчен түз сызыкта баратат дейли.
- Эгерде велосипедчи туруктуу ылдамдыкта жүргөн болсо (ылдамдануу жок), басып өткөн аралыкты (м) өлчөп, бул аралыкты басып өтүүгө кеткен убакытка бөлүңүз. Бул сизге орточо ылдамдыкты берет.
- Эгерде велосипедчи ылдамдаса, жана ылдамдануунун мааниси жана кыймыл багыты өзгөрбөсө, анда t убактысынын ылдамдыгы төмөнкү формула боюнча эсептелет: ылдамдануу x t + баштапкы ылдамдык. Убакыт секунда менен, ылдамдык м / с, ылдамдык м / с менен өлчөнөт.
4 Формулага баалуулуктарды киргизиңиз. Кинетикалык энергия = (1/2) mv, мында m - массасы, v - ылдамдык. Мисалы, велосипедчинин ылдамдыгы 15 м / с болсо, анда анын кинетикалык энергиясы K = (1/2) (70 кг) (15 м / с) = (1/2) (70 кг) (15 м / с) (15 м / с) = 7875 кг ∙ м / с = 7875 N ∙ м = 7875 Дж
- Кинетикалык энергияны эсептөө формуласы жумуштун аныктамасынан (W = FΔs) жана кинематикалык теңдемеден (v = v) алынган.₀ + 2aΔs, мында Δs - басып өткөн аралык).

Метод 4 5: Жылуулуктун суммасын эсептөө (J)

1 Жылытылган дененин массасын табыңыз. Бул үчүн балансты же жазгы шкаланы колдонуңуз. Эгерде дене суюктук болсо, адегенде бош идишти таразалап (ичине суюктукту куясыз) анын массасын табасыз. Суюктукту таразалагандан кийин, бош идиштин массасын ушул мааниден чыгарып, суюктуктун массасын табыңыз. Мисалы, 500 грамм салмактагы сууну алалы.
- Натыйжаны джоуль менен өлчөө үчүн массаны грамм менен өлчөө керек.
2 Дененин өзгөчө жылуулугун табыңыз. Аны химиядан, физикадан же интернеттен тапса болот. Суунун салыштырмалуу жылуулук сыйымдуулугу 4,19 Дж / г.
- Өзгөчө жылуулук температурага жана басымга жараша бир аз өзгөрөт. Мисалы, кээ бир булактарда суунун менчик жылуулук сыйымдуулугу 4,18 Дж / г түзөт (анткени ар кандай булактар "эталондук температуранын" ар кандай маанилерин тандашат).
- Температураны Келвин же Цельсий градусунда ченесе болот (анткени эки температуранын айырмасы бирдей болот), бирок Фаренгейт градусунда эмес.
3 Дененин баштапкы температурасын табыңыз. Эгерде дене суюк болсо, термометрди колдонуңуз.
4 Денени ысытып, акыркы температурасын табыңыз. Ошентип, денеге ысытылганда жылуулуктун көлөмүн таба аласыз.
- Эгерде сиз жылуулукка айландырылган жалпы энергияны тапкыңыз келсе, баштапкы дене температурасын абсолюттук нөлгө (0 Келвин же -273,15 Цельсий) караңыз. Бул көбүнчө колдонулбайт.
5 Дененин температурасынын өзгөрүшүн табуу үчүн баштапкы температураны акыркы температурадан алып сал. Мисалы, суу 15 градустан 35 градуска чейин ысытылат, башкача айтканда суунун температурасынын өзгөрүшү 20 градус Цельсий.
6 Дене салмагын, анын өзгөчө жылуулугун жана дене температурасынын өзгөрүшүн көбөйтүңүз. Формула: H = mcΔT, мында ΔT - температуранын өзгөрүшү. Биздин мисалда: 500 x 4.19 x 20 = 41.900 J
- Жылуулук кээде калория же килокалория менен өлчөнөт. Калориялар - 1 грамм суунун температурасын Цельсий боюнча 1 градуска көтөрүү үчүн керектелүүчү жылуулуктун саны; килокалория - 1 кг суунун температурасын Цельсий боюнча 1 градуска көтөрүү үчүн керектелүүчү жылуулуктун саны. Жогорудагы мисалда 500 грамм суунун температурасын Цельсий боюнча 20 градуска көтөрүү үчүн 10 000 калория же 10 ккал керектелет.

Метод 5 5: Электр энергиясын эсептөө (J)

1 Бул электрдик схемада энергия агымын эсептөө ыкмасын сүрөттөйт. Практикалык мисал келтирилген, анын негизинде физикалык маселелерди чечүүгө болот. Баштоо үчүн, кубаттуулукту P = I x R формуласы боюнча эсептейли, мында I - учурдагы күч (A), R - каршылык (Ом). Сиз энергияны (W) эсептей ала турган күчтү (W) табасыз (экинчи бөлүмдү караңыз).
2 Резистор алыңыз. Резистордун каршылык мааниси (Ом) сан же түс менен белгиленген белги менен көрсөтүлөт. Сиз ошондой эле резистордун каршылыгын омметрге же мультиметрге туташтырып аныктай аласыз. Мисалы, 10 омдук резисторду алалы.
3 Резисторду учурдагы булакка туташтырыңыз. Бул үчүн крокодил клиптерин же электрдик схемасы бар эксперименталдык стендди колдонуңуз.
4 Белгилүү бир убакыт үчүн чынжыр аркылуу ток өткөрүңүз. Мисалы, муну 10 секунд жасаңыз.
5 Амперди аныктаңыз. Бул үчүн амперметрди же мультиметрди колдонуңуз. Мисалы, ток 100 мА = 0,1 А.
6 P = I x R формуласын колдонуу менен кубаттуулукту (W) эсептеңиз. Биздин мисалда: P = 0.1 x 10 = 0.01 x 10 = 0.1 W = 100 mW
7 Энергияны табуу үчүн күчтү жана убакытты көбөйтүңүз (J). Биздин мисалда: 0.1 (W) x 10 (s) = 1 J.
- 1 джоуль кичинекей мааниге ээ болгондуктан жана электр приборлорунун күчү ватт, милливатт жана киловатт менен көрсөтүлгөндүктөн, турак жай-коммуналдык сектордо энергия көбүнчө киловатт-саат менен өлчөнөт. Эгерде 1 W = 1 J / s болсо, анда 1 J = 1 W ∙ s; эгер 1 кВт = 1 кДж / с, анда 1 кДж = 1 кВт ∙ с. 1 с = 3600 с болгондуктан, анда 1 кВт ∙ ч = 3600 кВт ∙ с = 3600 кДж = 3600000 Дж.

Кеңештер

SIде энергия жана жумуш да ergs менен өлчөнөт. 1 эрг = 1 дин (күч өлчөө бирдиги) x 1 см.1 J = 10,000,000 эрг.

Эскертүүлөр

Джоуль жана Ньютон эсептегич - бул жумуш үчүн өлчөө бирдиги. Джоуль энергияны жана дененин түз сызыкта кыймылда болгон ишин өлчөйт. Эгерде дене айланса, өлчөө бирдиги Ньютон-метр.