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仕事エネルギー定理


仕事エネルギー定理によれば、物体の運動エネルギーの変化は、物体に作用する力によって形成されるネットワークに似ています。仕事エネルギー定理は、アイザック ニュートンの第 2 法則からも導き出すことができます。

仕事エネルギー定理を述べるには、仕事とエネルギーの概念も理解する必要があります。仕事とエネルギーは密接に関係しています。オブジェクトを動かそうとすると、オブジェクトのエネルギーも変化します。仕事をすることでエネルギーが消費されます。エネルギーとは、あらゆる仕事を行う能力として説明できます。

仕事

力を加えると物体が変位することを仕事といいます。仕事を決定する SI 単位はジュールと呼ばれ、1 J =1 N · m =1 kg · m2/s2 となります。仕事は大きさだけを持ち、方向を持たないため、スカラー品質として定義されます。

数式:(F cos θ )d =F.d

仕事のSI単位はジュール(J)です。一方、CGS システムでは、仕事の単位は erg です。仕事の次元式はML2T-2です。

例:糸を使ってカーテンを床に引っ張るとします。カーテンがシステムであり、カーテンを引っ張る力は一種の外力であると考えてください。

したがって、あなたが行っている仕事の量は、カーテンを引っ張るのに使用している力にカーテンを動かした距離を掛けたものに等しくなります。

仕事の方程式によると、変位がない場合、行われた仕事は 0 であり、これは仕事が行われていないことを意味します。次の場合、作業が行われていないことを意味します:-

  • 力 =ゼロ
  • 変位 =0
  • 力と変位が 90 度の角度または相互に垂直になる

エネルギー

運動エネルギーは、運動エネルギーとも呼ばれます。動いている物体には運動エネルギーがあります。

位置エネルギーは蓄積エネルギーとも呼ばれ、いくつかの形態があります。たとえば、重力ポテンシャル エネルギーはオブジェクトに保存されますが、これは地表上のオブジェクトの位置によるものです。ジェットコースターの乗り物に精通している必要があります。ジェット コースターが上にあるときは、下降する潜在的な重力エネルギーがあります。

これは、仕事エネルギー定理によって数学的に表すことができます。

この定理の v2 と v1 は、オブジェクトの最終速度と初期速度を表します。

仕事エネルギー定理は、ニュートンの運動の第 2 法則と粒子に加えられる力から導き出されます。システムに追加される即時のパワーは、力と粒子の速度のスカラー積を計算することによって決定されます。

仕事エネルギー定理の導出

仕事エネルギー定理は、仕事エネルギー定理によって数学的に表すことができます。

この定理の v2 と v1 は、オブジェクトの最終速度と初期速度を表します。

仕事エネルギー定理は、ニュートンの運動の第 2 法則と粒子に加えられる力から導き出されます。システムに追加される即時のパワーは、力と粒子の速度のスカラー積を計算することによって決定されます。

結果として生じる力 F がサイズと方向が一定で、粒子の動きに平行である場合、仕事エネルギー定理の方程式を得ることができます。粒子は直線経路をたどり、一定の速度で加速します。

式 F =ma は正味の力と加速度の関係を表し、粒子の変位 d はニュートンの運動の第 2 法則を使用して決定できます。

仕事エネルギー定理はこのようにして導き出されます。その結果、オブジェクトに対して行われた仕事は、オブジェクトの運動エネルギーの変化に等しいと結論付けることができます。

結論

この記事から、仕事とエネルギーがどのように仕事エネルギー定理を介して結び付けられているかを結論付けることができ、仕事エネルギー原理の適用も理解できます。仕事エネルギー定理によれば、物体の運動エネルギーの変化は、物体に作用する力によってなされる全仕事に等しい.



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