Jak obliczyć Jouyy -

Joule (J) jest jedną z najważniejszych jednostek pomiaru w jednostkach międzynarodowych (C). W Joules mierzy się praca, energia i ilość ciepła. Przedstawić wynik końcowy w Joules, pracować z jednostkami środków podjętych w C. Jeśli w zadaniu podano inne jednostki pomiaru, przekształcają je w jednostki pomiaru z międzynarodowego systemu jednostek.

Kroki

Metoda 1 z 5:

Obliczanie pracy (j)

jeden. Pojęcie pracy w fizyce. Jeśli przesuniesz pole, zadziałasz. Jeśli podnosisz pudełko, zadziałasz. Aby praca została zakończona, konieczne jest przestrzeganie dwóch warunków:

Nakładasz stałą siłę.
Pod działaniem zastosowanej siły organizm porusza się w kierunku siły.

2. Oblicz pracę. Aby to zrobić, pomnóż moc i odległość (ciało się poruszyło). W sile C mierzonej w Newton, a odległość w metrach. Jeśli korzystasz z tych jednostek, otrzymana praca zostanie zmierzona w Dżule.

Podczas rozwiązywania zadań określ kierunek siły nałożonej. Podnoszenie pudełka, siła jest kierowana od dołu do góry, ale jeśli weźmiesz pudełko w rękach i przejdziesz pewną odległość, nie działa - stosujesz moc, aby nie upaść, ale pod działaniem tej siły Pudełko nie porusza się.

3. Znajdź masę ciała. Konieczne jest obliczenie siły, którą chcesz dołączyć, aby przesunąć ciało. Rozważmy przykład: Oblicz pracę wykonaną przez sportowiec podczas podnoszenia (z podłogi do klatki piersiowej) pręta ważące 10 kg.

Jeśli w zadaniu podano niestandardowe jednostki pomiaru, przekształcić je w jednostki SI.

cztery. Oblicz moc. Power = Waga x przyspieszenie. W naszym przykładzie uważamy przyspieszenie wolnego spadku, co wynosi 9,8 m / s. Siła, która powinna być stosowana do przesuwania pręta, jest równa 10 (kg) x 9,8 (m / s) = 98 kg ∙ m / s = 98.

Jeśli ciało porusza się w poziomej płaszczyźnie, nie bierz pod uwagę przyspieszenia wolnego spadku. Być może zadanie będzie wymagało obliczenia siły niezbędnej do pokonania tarcia. Jeśli przyspieszenie zostanie podane w zadaniu, po prostu pomnóż go do tej masy ciała.

pięć. Zmierzyć przebytą odległość. W naszym przykładzie zakładamy, że pręt wzrasta do wysokości 1,5 m. (Jeśli w zadaniu istnieją niestandardowe jednostki miary, przekształcić je w jednostkę miary.)

6. Pomnożyć pęd. W celu podniesienia pręta ważącego 10 kg na wysokość 1,5 m, sportowiec będzie pracować równy 98 x 1,5 = 147 j.

7. Oblicz pracę, gdy moc jest skierowana pod kątem. Poprzedni przykład był dość prosty: kierunki siły i ruchu ciała zbiegły się. Ale w niektórych przypadkach siła jest skierowana pod kątem kierunku ruchu. Rozważmy przykład: Oblicz pracę popełnioną przez dziecko, które ciągnie sanie o odległość 25 m na linę, mającą odchylenie od poziomej o 30º. W takim przypadku operacja = siła x cosine (θ) x odległość. Kąt θ jest kątem między kierunkiem siły a kierunkiem ruchu.

osiem. Znajdź wspólną załączoną siłę. W naszym przykładzie zakładamy, że dziecko stosuje siłę równą 10.

Jeśli zadanie mówi, że siła jest skierowana w górę lub prawa / w lewo, lub jego kierunek pokrywa się z kierunkiem ruchu ciała, a następnie obliczyć pracę, po prostu pomnóż moc i odległość.

dziewięć. Oblicz odpowiednią siłę. W naszym przykładzie tylko niektóre z suma całości wyciąga kulig. Ponieważ lina jest skierowana do góry (pod kątem do poziomego), druga część całkowitej siły próbuje podnieść sanie. Dlatego oblicz siłę, której kierunek pokrywa się z kierunkiem ruchu.

W naszym przykładzie kąt θ (między ziemią a liną) jest równy 30º.

cosθ = cos30º = (√3) / 2 = 0,866. Znajdź tę wartość za pomocą kalkulatora - jako jednostka pomiaru kąta w kalkulatorze, ustaw stopnie.

Pomnóż powszechną siłę na COSθ. W naszym przykładzie: 10 x 0,866 = 8,66 h jest siłą, której kierunek pokrywa się z kierunkiem ruchu.

Obraz zatytułowany Oblicz Joules Krok 10

10. Pomnóż odpowiednią siłę na odległość, aby obliczyć pracę. W naszym przykładzie: 8,66 (n) x 20 (m) = 173,2 j.

Metoda 2 z 5:

Obliczanie energii (j) dla tej mocy (W)

jeden. Moc i energia. Moc jest mierzona w Watts (W) i charakteryzuje szybkość zmian, transformacji, transformacji lub zużycia energii, które mierzono w Dżule (J). Aby obliczyć energię (j) dla tej mocy (W), musisz znać czas.

Obraz zatytułowany Oblicz Joules Krok 12

2. Do obliczania energii (j) mnożącej mocy (W) przez jakiś czas (ów). Urządzenie, którego moc wynosi 1 W, zużywa 1 j energii dla każdego 1. Na przykład obliczymy energię zużytą żarówką o pojemności 60 W przez 120 sekund: 60 (W) x 120 (c) = 7200 j

Formuła ta jest prawdziwa dla każdej mocy mierzonej w Wattach, ale najczęściej stosuje się do zadań związanych z energią elektryczną.

Metoda 3 z 5:

Obliczanie energii kinetycznej (j)

jeden. Energia kinetyczna jest energią ruchu. Może być wyrażony w dżule (j).

Energia kinetyczna jest równoważna do pracy wykonanej w celu przyspieszenia stałego korpusu do pewnej prędkości. Po osiągnięciu pewnej prędkości, energia kinetyczna ciała pozostaje stała, dopóki nie zostanie przekształcona w ciepło (przez tarcie), potencjalna energia grawitacyjna (podczas jazdy przed grawitacją) lub innymi rodzajami energii.

Obraz zatytułowany Oblicz Joules Krok 14

2. Znajdź masę ciała. Na przykład oblicz energię kinetyczną roweru i rowerzystów. Masa rowerzysta wynosi 50 kg, a masa rowerowa wynosi 20 kg, czyli całkowitą masę ciała wynosi 70 kg (rozważyć rower i rowerzysta jako pojedyncze ciało, ponieważ będą poruszać się w jednym kierunku i jedną prędkością).

Obraz zatytułowany Oblicz Joules Krok 15

3. Oblicz prędkość. Jeśli prędkość jest podana w zadaniu, przejdź do następnego kroku - w przeciwnym razie oblicz go w jednej z poniższych metod. Należy pamiętać, że tutaj można pominąć kierunek prędkości - Ponadto załóżmy, że rowerzysta jeździ ściśle w linii prostej.

Jeśli rowerzysta prowadziła się na stałej prędkości (bez przyspieszenia), zmierzyć odległość (m) i podzielić go na czas (C) wydany na przejście tej odległości. Więc otrzymasz średnią prędkość.

Jeśli rowerzysta przyspieszył, a prędkość przyspieszenia i kierunek ruchu nie zmienił się, wówczas prędkość w momencie T jest obliczana przez wzorze: przyspieszenie x T + prędkość początkową. Czas mierzy się w sekundach, prędkość w m / s, przyspieszenie w m / s.

Obraz zatytułowany Oblicz Joules Krok 16

cztery. Zastąp wartości w wzorze. Energia kinetyczna = (1/2) MV, gdzie m - masa, V - prędkość. Na przykład, jeśli prędkość rowerzysta wynosi 15 m / s, a następnie jego energia kinetyczna K = (1/2) (70 kg) (15 m / s) = (1/2) (70 kg) (15 m / s) (15 m / s) = 7875 kg ∙ m / s = 7875 n ∙ m = 7875 j

Formuła obliczania energii kinetycznej pochodzi z definicji pracy (W = FΔS) i równania kinematyczne (V = V₀ + 2AΔS, gdzie ΔS - przebyta na odległość).

Metoda 4 z 5:

Obliczanie ilości ciepła (j)

jeden. Znajdź masę ogrzewanego ciała. Aby to zrobić, użyj wagi zrównoważonej lub wiosennej. Jeśli organizm jest cieczą, najpierw zważyć pusty pojemnik (w którym ciecz jest ciągnięty), aby go znaleźć. Ważenie cieczy, odliczanie od uzyskanej wartości masy pustego pojemnika, aby znaleźć masę płynu. Na przykład rozważ wagę wodną 500 g.

Że wynik jest mierzony w dżule, masa powinna być mierzona w gramach.

Obraz zatytułowany Oblicz Joules Krok 18

2. Znajdź konkretne ciepło ciała. Można go znaleźć w podręczniku w chemii, fizyce lub w Internecie. Specyficzna pojemność cieplna wody jest równa 4,19 j / g.

Specyficzna pojemność ciepła zmieniają nieznacznie ze zmianą temperatury i ciśnienia. Na przykład, w niektórych źródłach, specyficzna pojemność ciepła wody wynosi 4,18 j / g (ponieważ różne źródła wybierają różne wartości "temperatury odniesienia").

Temperaturę można zmierzyć w stopniach na Kelvin lub Celsjusza (ponieważ różnica między dwoma wartościami temperatury będzie taka sama), ale nie w stopniach Fahrenheita.

Obraz zatytułowany Oblicz Joules Krok 19

3. Znajdź początkowa temperatura ciała. Jeśli ciało jest cieczą, użyj termometru.

Obraz zatytułowany Oblicz Joules Krok 20

cztery. Podgrzej ciało i znajdź go skończoną temperaturę. Więc możesz znaleźć ilość ciepła przenoszonego przez ciało, gdy ogrzewano.

Jeśli chcesz znaleźć całkowitą energię zamienioną na ciepło, należy rozważyć, że początkowa temperatura ciała jest równa absolutnym zero (0 przez Kelvina lub -273.15 Celsjusza). Zwykle nie jest stosowany.

Obraz zatytułowany Oblicz Joules Krok 21

pięć. Usuń początkową temperaturę ciała z końcowej temperatury, aby znaleźć zmianę temperatury ciała. Na przykład woda jest ogrzewana z 15 stopni Celsjusza do 35 stopni Celsjusza, to znaczy zmiana temperatury wody wynosi 20 stopni Celsjusza.

Obraz zatytułowany Oblicz Joules Krok 22

6. Pomnożyć masę ciała, jego specyficzna zmiana temperatury ciepła i ciała. Formuła: H = MCΔT, gdzie Δt jest zmianą temperatury. W naszym przykładzie: 500 x 4,19 x 20 = 41 900

Ilość ciepła jest czasami mierzona w kalorii lub cyklach. Kalorie - jest to ilość ciepła wymaganego do zwiększenia temperatury 1 grama wody przez 1 stopień Celsjusza, Cyclooria - jest to ilość ciepła wymagana do zwiększenia temperatury 1 kg wody przez 1 stopień Celsjusza. W powyższym przykładzie wzrost temperatury 500 g wody przez 20 stopni Celsjusza wymaga 10 000 kalorii lub 10 kcal.

Metoda 5 z 5:

Obliczanie energii elektrycznej (j)

jeden. Opisuje, jak obliczyć przepływ energii w obwodzie elektrycznym. Praktyczny przykład jest podany na podstawie których można rozwiązać zadania fizyczne. Aby rozpocząć, obliczamy moc zgodnie z formułą p = I x R, gdzie jest obecny (a), R -Son Odporność (OM). Znajdziesz moc (W), z którym można obliczyć energię (J) (patrz drugi rozdział).

Obraz zatytułowany Oblicz Joules Krok 24

2. Weź rezystor. Wartość oporu rezystora jest oznaczona liczbą lub etykietą w postaci paska kolorów. Można również określić odporność rezystora, podłączając go do wlotu lub multimetru. Na przykład, weź rezystor z odpornością na 10 omów.

Obraz zatytułowany Oblicz Joules Krok 25

3. Podłącz rezystor do bieżącego źródła. Aby to zrobić, użyj zacisków krokodyla lub eksperymentalnego stoiska z łańcuchem elektrycznym.

Obraz zatytułowany Oblicz Joules Krok 26

cztery. W określonym czasie przez obwód pomiń prąd. Na przykład zrób to w ciągu 10 s.

Obraz zatytułowany Oblicz Joules Krok 27

pięć. Określ bieżącą siłę. Aby to zrobić, użyj amperomierza lub multimetru. Na przykład prąd wynosi 100 mA = 0,1 a.

Obraz zatytułowany Oblicz Joules Krok 28

6. Oblicz moc (W) według formuły p = i x r. W naszym przykładzie: p = 0,1 x 10 = 0,01 x 10 = 0,1 W = 100 MW

Obraz zatytułowany Oblicz Joules Krok 29

7. Pomnóż moc i czas, aby znaleźć energię (j). W naszym przykładzie: 0,1 (W) x 10 (s) = 1 j.

Ponieważ 1 Joule jest niewielką wartością, a moc urządzeń elektrycznych jest wskazywana w Wattach, miliwinach i kilowatach, a następnie w obudowie i sferze komunalnej, energia jest zwykle mierzona w kilowatogodzinach. Jeśli 1 W = 1 j / s, następnie 1 j = 1 W ∙ C- IF 1 kW = 1 kJ / s, a następnie 1 kj = 1 kW ∙ s. Od 1 h = 3600 s, a następnie 1 kWh ∙ H = 3600 kW ∙ c = 3600 kj = 3600000 j.

Rada

W SI, energia i praca jest również mierzona w Ergakh. 1 ERG = 1 Dina (jednostka pomiaru siły) x 1 cm. 1 j = 10000000 erg.

Ostrzeżenie

Joule i Newton Meter to jednostki pracy. W Joules mierzą energię i pracować idealnie, gdy ciało porusza się w linii prostej. Jeśli obraca się korpus, zastosowano jednostkę pomiaru Miernik Newton.