งานและพลังงาน
งานคืออะไร
เป็นความพยายามของแรงที่จะทำให้วัตถุเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกับแรง มีค่าเท่ากับผลคูณของแรงกับการขจัดในแนวเดียวกับแรง
W f = F.S
Wf = งานเนื่องจากแรง F หน่วยจูล
F = แรงหน่วย N
S = ขนาดของการขจัดหน่วย m
= มุมระหว่าง F กับ s ต้องไม่เกิน 180 องศา
กำลัง คืออะไร
เป็นงานที่ทำได้ ต่อหนึ่งหน่วยเวลา
P F = WF/t
P f = กำลังของแรง F หน่วยวัตตื หรือ J/s
T = เวลาที่แรง F กระทำ หน่วยวินาที
Vav = ความเร็วเฉลี่ย หน่วย เมตร / วินาที
= มุมระหว่าง F กับ s หรือ F กับ V av
พลังงานคืออะไร
คือความสามารถในการทำงานได้ พลังงานกลแบ่งได้ 2 ชนิดคือ
(ก) พลังงานศักย์ เป็นพลังงานที่สะสมไว้ในวัตถุพร้อมที่จะทำงาน
1.พลังงานศักย์โน้มถ่วง เป็นพลังงานที่สะสมไว้ในวัตถุที่อยู่สูงหรือตำกว่าระดับอ้างอิง
Ep = mgh
2. พลังงานศักย์ยืดหยุ่น เป็นพลังงานที่สะสมในวัตถุยืดหยุ่นเช่น สปริง ยาง ฯลฯ
E p = 1/2kx2
(ข) พลังงานจลน์ เป็นพลังงานของวัตถุที่มีความเร็ว
E k = 1/2mv2
ความสัมพันธ์ของงานและพลังงาน
งานทั้งหมด = ผลรวมของงานของแรงทุกแรง
งานทั้งหมด = ผลต่างของพลังงานจลน์
F.S = W = 1/2mv2 2 - 1/2mv1 2
เนื่องจากงานของ mg และของ F = kx เป็นพลังงานศักย์คือ mgh และ 1/2kx 2ตามลำดับดังนั้นจึงเขียนสมการของงานและพลังงาน เนื่องจากแรงภายนอกที่ไม่ใช่ mg และ kx ดังนี้
Wext = (Ek+ Ep)2 - (Ek+Ep)1
หลักการคงที่ของพลังงาน
ถ้าไม่มีแรงภายนอกมากระทำต่อวัตถุ ยกเว้น mg และ kx จะได้ Wext= 0 นั่นคือ
(Ek+Ep)1 =(Ek+ Ep)2
พลังงานรวมตอนแรก = พลังงานรวมตอนหลัง
หน้าต่อไป