Microsoft Word - Delo_energija_12_.doc

Podobni dokumenti
Prevodnik_v_polju_14_

Microsoft Word - M docx

Univerza v Novi Gorici Fakulteta za aplikativno naravoslovje Fizika (I. stopnja) Mehanika 2014/2015 VAJE Gravitacija - ohranitveni zakoni

resitve.dvi

dr. Andreja Šarlah Teorijska fizika II (FMF, Pedagoška fizika, 2010/11) kolokviji in izpiti Vsebina Kvantna mehanika 2 1. kolokvij 2 2. kolokvij 4 1.

Fakulteta za strojništvo Univerza v Ljubljani (podiplomski študij, 2. seminar) Pojavi nastanka navidezne katode v različnih razelektritvenih pogojih z

Microsoft Word - CelotniPraktikum_2011_verZaTisk.doc

Predtest iz za 1. kontrolno nalogo- 2K Teme za kontrolno nalogo: Podobni trikotniki. Izreki v pravokotnem trikotniku. Kotne funkcije poljubnega kota.

ANALITIČNA GEOMETRIJA V RAVNINI

resitve.dvi

Osnove matematicne analize 2018/19

POPOLNI KVADER

Turingov stroj in programiranje Barbara Strniša Opis in definicija Definirajmo nekaj oznak: Σ abeceda... končna neprazna množica simbolo

Matematika 2

VAJE

N

Mladi za napredek Maribora srečanje DOLŽINA»SPIRALE«Matematika Raziskovalna naloga Februar 2015

Brownova kovariancna razdalja

Strokovni izobraževalni center Ljubljana, Srednja poklicna in strokovna šola Bežigrad PRIPRAVE NA PISNI DEL IZPITA IZ MATEMATIKE 2. letnik nižjega pok

M

Microsoft Word - M docx

RAČUNALNIŠKA ORODJA V MATEMATIKI

Microsoft Word - M

FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO Matematika 2 Pisni izpit 9. junij 2005 Ime in priimek: Vpisna št: Zaporedna številka izpita: Navodila Pazljivo preberite bese

LABORATORIJSKE VAJE IZ FIZIKE

ELEKTRIČNI NIHAJNI KROG TEORIJA Električni nihajni krog je električno vezje, ki služi za generacijo visokofrekvenče izmenične napetosti. V osnovi je "

Slide 1

1 Naloge iz Matematične fizike II /14 1. Enakomerno segreto kocko vržemo v hladnejšo vodo stalne temperature. Kako se spreminja s časom temperat

Uradni list Republike Slovenije Št. 17 / / Stran 2557 Verzija: v1.0 Datum: Priloga 1: Manevri in tolerance zadovoljive izurjeno

1 Tekmovanje gradbenih tehnikov v izdelavi mostu iz špagetov 1.1 Ekipa Ekipa sestoji iz treh članov, ki jih mentor po predhodni izbiri prijavi na tekm

Ime in priimek

Microsoft Word - 9.vaja_metoda porusnih linij_17-18

MATEMATIKA Zbirka nalog za nacionalno preverjanje znanja Jana Draksler in Marjana Robič 9+ znam za več

Optimizacija z roji delcev - Seminarska naloga pri predmetu Izbrana poglavja iz optimizacije

30 Vpihovalne šobe Vpihovalna šoba VŠ-4 Uporaba Vpihovalne šobe VŠ-4 se uporabljajo za oskrbovanje prostorov s hladnim ali toplim zrakom povsod tam, k

7. VAJA A. ENAČBA ZBIRALNE LEČE

Microsoft Word - 9.vaja_metoda porusnih linij.docx

5 SIMPLICIALNI KOMPLEKSI Definicija 5.1 Vektorji r 0,..., r k v R n so afino neodvisni, če so vektorji r 1 r 0, r 2 r 0,..., r k r 0 linearno neodvisn

1. K O~O~V~J Skupina: A Ce v racunskih nazogah ni pripadajocega poteka, ne dobite nobene toeke! Upoiitevani bodo samo 8teviZski rezultati v o kvireki

Microsoft Word - ELEKTROTEHNIKA2_ junij 2013_pola1 in 2

Značilnosti prometnega toka

Vrste

din - Leto XLI - št. 74 Kranj, torek 27. septembra 1988 m H K f J J i m i G L A S GLASILO SOCIALISTIČNE ZVEZE DELOVNEGA LJUDSTVA ZA GORENJSKO Slov

C:/AndrejT/vestnik/76_4/Jogan/ev.dvi

Diapozitiv 1

resitve.dvi

VAJE

DN080038_plonk plus fizika SS.indd

Urejevalna razdalja Avtorji: Nino Cajnkar, Gregor Kikelj Mentorica: Anja Petković 1 Motivacija Tajnica v posadki MARS - a je pridna delavka, ampak se

Microsoft Word - Pravila - AJKTM 2016.docx

Matematika Uporaba integrala (1) Izračunaj ploščine likov pod grafi danih funkcij: (a) f(x) = x 2 na [0, 2], (b) f(x) = e x na [0, 1], (c) f(x) = x si

Microsoft Word - UP_Lekcija04_2014.docx

s = pot /m

Microsoft Word - N _moderacija.docx

Poročilo za 1. del seminarske naloge- igrica Kača Opis igrice Kača (Snake) je klasična igrica, pogosto prednaložena na malce starejših mobilnih telefo

Diapozitiv 1

FGG13

PowerPoint Presentation

Microsoft PowerPoint - IPPU-V2.ppt

Microsoft Word - 2. Merski sistemi-b.doc

TLAK PLOŠČINA 1. Zapiši oznako in enoto za ploščino. 2. Zapiši pretvornik pri ploščini in po velikosti zapiši enote od mm 2 do km Nariši skico z

6.1 Uvod 6 Igra Chomp Marko Repše, Chomp je nepristranska igra dveh igralcev s popolno informacijo na dvo (ali vec) dimenzionalnem prostoru



PowerPoint slovenska predloga

Slike, specifikacije in cene se lahko razlikujejo od prvih podatkov. Za napake ne odgovarjamo, točnost podatkov preverite na Stro

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA MATEMATIKO IN FIZIKO Katja Ciglar Analiza občutljivosti v Excel-u Seminarska naloga pri predmetu Optimizacija v fina

1 Merjenje sil in snovnih lastnosti 1.1 Merjenje sil z računalnikom Umeritev senzorja Senzor za merjenje sile pretvarja silo v električno napetost. Si

11. Navadne diferencialne enačbe Začetni problem prvega reda Iščemo funkcijo y(x), ki zadošča diferencialni enačbi y = f(x, y) in začetnemu pogo

Fizika2_stari_testi.DVI

Microsoft PowerPoint - OVT_4_IzolacijskiMat_v1.pptx

Priloga 1: Pravila za oblikovanje in uporabo standardiziranih referenc pri opravljanju plačilnih storitev Stran 4012 / Št. 34 / Uradni lis

N

Spoznajmo PowerPoint 2013

Uradni list RS - 12(71)/2005, Mednarodne pogodbe

XVII

RAM stroj Nataša Naglič 4. junij RAM RAM - random access machine Bralno pisalni, eno akumulatorski računalnik. Sestavljajo ga bralni in pisalni

N

Študij AHITEKTURE IN URBANIZMA, šol. l. 2016/17 Vaje iz MATEMATIKE 9. Integral Določeni integral: Določeni integral: Naj bo f : [a, b] R funkcija. Int

(Microsoft PowerPoint - vorsic ET 9.2 OES matri\350ne metode 2011.ppt [Compatibility Mode])

STAVKI _5_

Naloge s kolokvijev iz fizike za študente FRI v letih 2013/14 in 2014/15 1. Nekdo vrže žogo iz izhodišča s hitrostjo 25 m/s pod kotom 60 glede na vodo

KMDA 7774 FL in CSDA 7000 FL Napotki za načrtovanje in montažo Marec 2018 Miele. Immer Besser.

1/51

Microsoft Word - A-3-Dezelak-SLO.doc

Dinamika požara v prostoru 21. predavanje Vsebina gorenje v prostoru in na prostem dinamika gorenja v prostoru faze, splošno kvantitativno T

Vektorji - naloge za test Naloga 1 Ali so točke A(1, 2, 3), B(0, 3, 7), C(3, 5, 11) b) A(0, 3, 5), B(1, 2, 2), C(3, 0, 4) kolinearne? Naloga 2 Ali toč

Brexit_Delakorda_UMAR

Matematika II (UN) 2. kolokvij (7. junij 2013) RE ITVE Naloga 1 (25 to k) ƒasovna funkcija f je denirana za t [0, 2] in podana s spodnjim grafom. f t

Equation Chapter 1 Section 24Trifazni sistemi

Poslovilno predavanje

Ime in priimek: Vpisna št: FAKULTETA ZA MATEMATIKO IN FIZIKO Oddelek za matematiko Statistika Pisni izpit 6. julij 2018 Navodila Pazljivo preberite be

Analiza vpliva materiala, maziva in aktuatorja na dinamiko pnevmatičnega ventila

Diapozitiv 1

OŠ VODMAT, POTRČEVA 1, 1000 LJUBLJANA

C:/Users/Matevž Èrepnjak/Dropbox/FKKT/testi in izpiti/ /IZPITI/FKKT-februar-14.dvi

Skica

Transkripcija:

12 Delo in potencialna enegija Vsebina: Delo kot integal sile na poti, delo elektične sile, delo po zaključeni poti, potencialna enegija, potencialna enegija sistema nabojev, delo kot azlika potencialnih enegij V sednješolski fiziki je veljalo, da je delo enako poduktu sile in dolžine poti, toej, če vzdolž poti dolžine l deluje sila F, le ta opavi delo A = F l Če toej potiskamo voziček v smei poti dolžine 5 m s silo 100 N opavimo delo 500 N m ali 500 J Kaj pa, če voziček potiskamo s silo 100 N v smei, ki je pod kotom 60 0 na sme poti? V tem pimeu moamo upoštevati le tisto komponento sile, ki deluje v smei poti Delo je toej A= F l cos( α) =100 N 5m cos(60 0 ) = 250 J Ugotovimo, da je za izačun dela pimena upoaba skalanega podukta A = F l SLIKA: Pemikanje vozička s kostantno silo a) v smei poti in b) pod kotom 30 0 na sme poti Kaj pa dugi del sile, ki tudi nastopa pi pemiku? Ta sila je usmejena pavokotno na sme poti in ima za posledico tenje po ploskvi - ne pispeva pa k delu V smislu definicije dela, toej kot poduktu poti in sile v smei te poti V tem smislu je potebno azlikovati pojem besede delo, kot ga smatamo v vsakdanu Če pimemo in pi miu džimo težko košao v smislu definicije dela ne opavimo nič dela, čepav moamo v to naše početje vložiti določen napo (delo) Bolj ustezno bi naš napo ovednotili s pojmom enegije Ta enegija izhaja iz enegije, ki se toši v naših mišicah nekaj pa je ge pav gotovo tudi v toploto - potenje In koliko enegije potebujemo za pemik na poti 5 m? En del te enegije je očitno delo 250 J, ki se odaža v spemembi kinetične enegije vozička, dug del enegije pa potebujemo za pemagovanje sile tenja Za točen izačun bi toej moali poznati še enegijo, ki se poabi pi tenju vozička s podlago Delo po poljubni poti in velikosti sile Kaj pa če sila ni konstantna na poti in poleg tega ne deluje vedno v isti smei glede na pot? Potem lahko zapišemo delo le za en mali (difeenčni) odsek, da dobimo tisti del sile, ki deluje v smei poti pa upoabimo skalani podukt Difeenčni del sile na poti lje toej A = F l Z limitianjem dobimo iz difeenc difeencial: da = F dl, celotno delo pa je seveda integacija po poti od začetne točke do končne točke: A = da= F dl L 1/7 DK

SLIKA: Delo sil po poljubni poti Delo elektične sile Kako pa izačunamo delo elektičnih sil (A e ) na naboje? Na popolnoma enak način Upoštevamo, da je sila na naboj v elektičnem polju enaka F = QE, toej bo delo za pemik naboja v elektičnem polju iz točke T 1 v točko T 2 enako T2 T2 A = A12 = QE dl = Q E dl e T1 T1 Pime: Vzemimo dva pozitivna naboja oddaljena za d = 1 cm z množino naboja Q = 10 nc Koliko dela opavi naboj (zunanji vi) za pemik na polovično azdaljo? Izačun: naboja postavimo vzdolž X osi, levega v izhodišče ks, desnega pa za azdaljo d v smei X osi Izačunali bomo delo, potebno za pemik desnega naboja v levo Da bi lahko izačunali delo, moamo desni naboj postaviti na neko poljubo mesto vzdolž X osi, oddaljeno Q za azdaljo od levega naboja Polje na mestu desnega naboja je E = e, dl pa je 2 0 usmejen v smei X osi * SLIKA: Pemik desnega naboja v smei levega naboja T= d/ d /2 Q Q 1 A = QE d l = Q e ( e d ) = = 12 2 1 1 0 0 T = d d Q 1 1 Q 9 Vs 9 2 2-1 5 0 0 ( ) = = 910 1010 C 10m = 910 J 4π ε d/2 d d Am Dobljen ezultat je negativen, ka pomeni, da bi bila za pemik potebna neka zunanja sila (A z ), ki bi opavila to delo Veljati toej moa: A + A = 0 z e * Kljub temu, da je dl usmejen v smei X osi ni njegova vednost e d, pač pa d l = e ( ( + d )) = e 2/7 DK

Pime: Določimo delo za pemik desnega naboja v desno za d/2 Rezultat je T2 3 d / 3 d /2 QQ Q 1 A12 = QE d l = e ( e d ) 2 = = 1 0 T d 0 d Q 1 1 Q 2 9 Vs 9 2 1 2-1 5 = = 1 = 9 10 (10 10 C) 10 m = 3 10 J 0 3 d/2 d 0d 3 Am 3 Rezultat je pozitiven, saj polje opavi delo 30 µj: delec se pemakne v dugo točko pod vplivom elektične sile Zakaj je ezultat mnogo manjši kot v pejšnjem pimeu? SLIKA: Pemik desnega naboja stan od levega Delo po poljubni poti Kolikšno pa bi bilo delo, če bi ga opavili po dugi poti? Izačunajmo delo za enak pemik kot v pejšnjem pimeu le po dugi poti Izbeimo to pot tako, da bo šla najpej v smei kota za 45 0, nato v smei adija do = 2,5 cm in nato nazaj za kot 45 0 do končne točke Ugotovimo lahko, da je v smei kota ( dl = eϕ dϕ ) polje enako nič, saj je polje v vsaki točki usmejeno adialno Toej je podukt integacije E dl v smei kota enak nič in je ezultat enak kot pej Ke je ezultat integacije polja neodvisen od poti lahko vzamemo dve poljubni poti in zapišemo E dl = E dl L1 L2 Pi kolesajenju pogosto končamo na istem mestu kot smo začeli Če bi šlo za delo elektičnih sil, bi bilo na (po definiciji) na koncu delo enako nič Kako pa je z enegijo? SLIKA: Delo od točke T 1 do točke T 2 po poti L 1 in poti L 2 je enako 3/7 DK

Delo po zaključeni poti Ke velja E dl = E dl, integacija v naspotni smei pa spemeni pedznak integalu L1 L2 E dl = E dl = E dl, lahko pišemo L2 L2 L1 E dl = E dl = E dl + E dl = E dl E dl = 0 L L1+ ( L2) L1 L2 L1 L1 Pišli smo do pomembnega ezultata, da je kivuljni integal elektične poljske jakosti po poljubni zaključeni poti (zanki) enak nič * : E dl = 0 L POTENCIALNA ENERGIJA SLIKA: S pemagovanjem sile težnosti pidobivamo (gavitacijsko) potencialno enegijo Na sliki je pime pofila pete etape kolesaske poti po okolici Gosupelj, ki je pimena za tiste, ki žele neposedno spoznavati povezavo med delom in enegijo te zakonitosti integalov po zaključeni poti Vi: http://wwwgosupljesi Potencialna enegija ali delo pi penosu naboja v neskončnost (kje je polje enako nič) Določimo še delo, če bi enega od nabojev iz pejšnjega pimea pustili v neskončnost Opavljeno delo bi bilo: 2 Q Q 1 A = QE d l = Q e ( e d ) = = 1 2 1 1 0 T 0 Q 1 1 Q = = 0 1 01 1 * Pi tem je potebno biti peviden, saj smo doslej obavnavali le elektostatično polje, toej tako, ki se s časom ne speminja Zgonji zapis je toej točen le za elektostatične polje Ko bomo obavnavali dinamično polje bomo ugotovili, da je potebno zgonji zapis spemeniti dopolniti 4/7 DK

SLIKA: Delo pi penosu naboja od točke T do neskončnosti Lahko ečemo, da je imel sistem (naboj) ped penosom v neskončnost določeno enegijo, ki se je nato poabila za penos Ta (potencialna) enegija je avno enaka delu, potebnem za pemik naboja v neskončnost Če upoabimo simbol W za zapis elektične potencialne enegije, velja WT ( ) = Ae ( T T ) Delo, potebno za penos naboja Q od neke točke T do neskončnosti je enako elektični potencialni enegiji tega naboja v točki T Pime: Določite elektostatično potencialno enegijo sistema dveh nabojev velikosti 10 nc oddaljenih za 1 cm Izačun: Izačun smo že opavili, saj je ta enegija enaka delu polja za pemik enega od nabojev od začetne lege do neskončnosti: Q 1 1 Q We = A1 = QE dl == = = 9µJ 0 1 T 01 1 Komenta: na tem mestu lahko vpeljemo tudi koncept elektičnega potenciala Potencialna enegija sistema nabojev Kolikšna pa je enegija sistema, če imamo več nabojev? Postopamo tako, kot da bi imeli najpej na mestu naboj * Q 1, nato na svoje mesto oddaljeno od Q 1 za 12 pipeljemo iz neskončnosti naboj Q 2 Za to je potebno delo QQ 1 2 A = 1 QE dl =, da pipeljemo poleg še naboj Q 3 potebujemo delo T1 012 QQ 1 3 QQ 2 3 013 + 023 Enegija sistema teh nabojev bo toej QQ 1 2 QQ QQ 1 3 2 3 012 + 013 + 023 V nadaljevanju bomo ta ezultat pikazali še nekoliko dugače SLIKA: Sistem teh nabojev z označenimi naboji in azdaljami med naboji * Za postavitev naboja Q 1 na določeno mesto ne potebujemo nobenega dela, saj imamo pedhodno sistem bez nabojev in toej bez polja V nadaljevanju pa seveda vsi nadaljnji naboji pispevajo k polju delu 5/7 DK

Delo kot azlika potencialnih enegij sistema Imamo sistem nabojev poazdeljenih po postou in toej določeno elektično potencialno enegijo Sedaj pemaknemo enega od nabojev iz izhodiščnega mesta T 1 na dugo mesto (T 2 ) in pi tem opavimo določeno (pozitivno ali negativno) delo Če je to delo pozitivno, je delo opavilo elektostatično polje, enegija sistema pa je po pemiku manjša kot ped pemikom V naspotnem pimeu (delo negativno) moa delo opaviti neka zunanja sila, ka pomeni, da je končna enegija sistema večja kot ped pemikom Delo potebno za pemik naboja od T 1 do T 2 je enako azliki potencialnih enegij sistema nabojev ped in po pemiku: A( T T ) = W( T) W( T ) 1 2 1 2 SLIKA: Delo je enako azliki potencialnih enegij sistema ped pemikom in po pemiku Vpašanja za obnovo: 1 Zapišite enačbo za izačun dela po poljubni poti in azložite pomen skalanega podukta 2 Kako izačunamo delo elektičnih sil? 3 Kaj pomeni pozitivno delo in kaj negativno delo elektičnih sil? 4 Koliko je integal polja po zaključni poti? 5 Kakšna je povezava med delom elektičnih sil in elektično potencialno enegijo? 6 Kako izačunamo potencialno enegijo sistema nabojev? 6/7 DK

Pime iz kolokvija 612204 7/7 DK