Joulelarni qanday hisoblash mumkin

Tarkib

Qadamlar
5 -usul 1: Ishni hisoblash (J)
5 -dan 2 -usul: Berilgan quvvatdan energiya (J) ni hisoblash (Vt)
5 -usul 3: Kinetik energiyani hisoblash (J)
5 -usul 4: Issiqlik miqdorini hisoblash (J)
5 -usul 5: Elektr energiyasini hisoblash (J)
Maslahatlar
Ogohlantirishlar
Sizga nima kerak

Joule (J) - Xalqaro birliklar tizimining (SI) eng muhim birliklaridan biri. Joule ish, energiya va issiqlikni o'lchaydi. Jullarda yakuniy natijani ko'rsatish uchun SI birliklaridan foydalaning.Agar topshiriqda boshqa o'lchov birliklari berilgan bo'lsa, ularni Xalqaro birliklar tizimidan o'lchov birliklariga aylantiring.

Qadamlar

5 -usul 1: Ishni hisoblash (J)

1 Fizikadagi ish tushunchasi. Agar siz qutini siljitsangiz, unda siz ishni tugatgan bo'lasiz. Agar siz qutini ko'tarib qo'ysangiz, demak siz bu ishni qildingiz. Ishni bajarish uchun ikkita shart bajarilishi kerak:
- Siz doimiy kuch ishlatasiz.
- Qo'llangan kuch ta'sirida, tana kuch ta'sir yo'nalishi bo'yicha harakatlanadi.
2 Ishni hisoblang. Buni amalga oshirish uchun kuch va masofani ko'paytiring (bunda tananing harakatlanishi). SIda kuch nyutonlarda, masofa esa metrda o'lchanadi. Agar siz ushbu birliklardan foydalansangiz, natijada olingan ish joule bilan o'lchanadi.
- Muammolarni hal qilishda, qo'llaniladigan kuchning yo'nalishini aniqlang. Qutini ko'targanda, kuch pastdan yuqoriga yo'naltiriladi, lekin agar siz qutini qo'lingizga olib, ma'lum masofani bosib o'tsangiz, siz bu ishni qilmaysiz - siz quti yiqilmasligi uchun kuch ishlatasiz, lekin bu kuch qutini qimirlatmaydi.
3 Tana vaznini toping. Tanani harakatlantirish uchun qo'llanilishi kerak bo'lgan kuchni hisoblash uchun kerak. Bir misolni ko'rib chiqing: sportchining vazni 10 kg bo'lgan shtangani ko'tarishda (poldan ko'kragiga) qilgan ishini hisoblang.
- Agar muammo nostandart o'lchov birliklarini o'z ichiga olsa, ularni SI birliklariga aylantiring.
4 Quvvatni hisoblang. Kuch = massa x tezlanish. Bizning misolimizda tortishish tezlanishini hisobga olamiz, u 9,8 m / s ga teng. Barni yuqoriga ko'tarish uchun qo'llaniladigan kuch 10 (kg) x 9.8 (m / s) = 98 kg ∙ m / s = 98 N.
- Agar tana gorizontal tekislikda harakat qilsa, tortishish tufayli tezlanishiga e'tibor bermang. Ehtimol, vazifa ishqalanishni engish uchun zarur bo'lgan kuchni hisoblashni talab qiladi. Agar masalada tezlanish berilgan bo'lsa, uni berilgan tana massasiga ko'paytiring.
5 O'tgan masofani o'lchang. Bizning misolimizda aytaylik, bar 1,5 m balandlikka ko'tariladi. (Agar masalada nostandart o'lchov birliklari berilgan bo'lsa, ularni SI birliklariga aylantiring.)
6 Quvvatni masofaga ko'paytiring. Og'irligi 10 kg bo'lgan shtangani 1,5 m balandlikka ko'tarish uchun sportchi 98 x 1,5 = 147 J ga teng ishni bajaradi.
7 Quvvat burchakka yo'naltirilganda ishni hisoblang. Oldingi misol juda oddiy edi: tananing kuch va harakat yo'nalishlari bir -biriga to'g'ri keldi. Ammo ba'zi hollarda kuch harakat yo'nalishiga burchak ostida yo'naltiriladi. Bir misolni ko'rib chiqing: gorizontaldan 30 daraja arqon bilan chana 25 m tortib olgan bolaning ishini hisoblang. Bu holda ish = kuch x kosinus (θ) x masofa. The burchagi - bu kuch yo'nalishi va harakat yo'nalishi orasidagi burchak.
8 To'liq qo'llaniladigan kuchni toping. Bizning misolimizda aytaylik, bola 10 N ga teng kuch ishlatadi.
- Agar muammo kuchning yuqoriga yoki o'ngga / chapga yo'naltirilganligini yoki uning yo'nalishi tananing harakat yo'nalishiga to'g'ri kelishini aytsa, ishni hisoblash uchun kuch va masofani ko'paytiring.
9 Mos keladigan kuchni hisoblang. Bizning misolimizda, umumiy kuchning faqat bir qismi chanani oldinga tortadi. Arqon yuqoriga yo'naltirilganligi uchun (gorizontalga burchak ostida), umumiy kuchning yana bir qismi chanani ko'tarishga harakat qilmoqda. Shuning uchun kuchini hisoblang, uning yo'nalishi harakat yo'nalishiga to'g'ri keladi.
- Bizning misolimizda, burchak (er va arqon orasidagi) 30º.
- cosph = cos30º = (p3) / 2 = 0.866. Kalkulyator yordamida bu qiymatni toping; Kalkulyatordagi burchak birligini darajaga o'rnating.
- Umumiy kuchni cosθ ga ko'paytiring. Bizning misolimizda: 10 x 0,866 = 8,66 N - bu kuch yo'nalishi harakat yo'nalishiga to'g'ri keladi.
10 Ishni hisoblash uchun mos keladigan kuchni masofaga ko'paytiring. Bizning misolimizda: 8.66 (H) x 20 (m) = 173.2 J.

5 -dan 2 -usul: Berilgan quvvatdan energiya (J) ni hisoblash (Vt)

1 Quvvat va energiya. Quvvat vatt (Vt) bilan o'lchanadi va energiyaning o'zgarishi, konversiyasi, uzatilishi yoki sarflanish tezligini tavsiflaydi, bu joul (J) da o'lchanadi.Berilgan quvvat (Vt) uchun energiyani (J) hisoblash uchun vaqtni bilish kerak.
2 Energiyani (J) hisoblash uchun quvvatni (Vt) vaqt (lar) ga ko'paytiring. 1 Vt quvvatga ega qurilma har 1 soniyada 1 J energiya sarflaydi. Misol uchun, 60 Vt lampochkada 120 soniya davomida sarflangan energiyani hisoblaylik: 60 (Vt) x 120 (s) = 7200 J
- Ushbu formula vatt bilan o'lchanadigan har qanday quvvat uchun to'g'ri keladi, lekin ko'pincha elektr energiyasi bilan bog'liq ishlarda ishlatiladi.

5 -usul 3: Kinetik energiyani hisoblash (J)

1 Kinetik energiya - bu harakat energiyasi. Joule (J) bilan ifodalanishi mumkin.
- Kinetik energiya - bu harakatsiz jismni ma'lum tezlikka etkazish uchun qilingan ishga tengdir. Ma'lum tezlikka etib, tananing kinetik energiyasi issiqlikka (ishqalanishdan), tortishish potentsial energiyasiga (tortishish kuchiga qarshi harakatlanayotganda) yoki boshqa energiyaga aylanmaguncha o'zgarmaydi.
2 Tana vaznini toping. Masalan, velosiped va velosipedchining kinetik energiyasini hisoblang. Velosipedchining vazni 50 kg, velosipedning vazni 20 kg ni tashkil etadi, bu umumiy tana vazni 70 kg ni tashkil etadi (velosipedchi bilan velosipedchini bitta tana deb hisoblang, chunki ular bir yo'nalishda va bir xil tezlikda harakatlanadi).
3 Tezlikni hisoblang. Agar masalada tezlik berilgan bo'lsa, keyingi bosqichga o'ting; aks holda, uni quyidagi usullardan biri yordamida hisoblang. E'tibor bering, bu erda tezlik yo'nalishi ahamiyatsiz; bundan tashqari, velosipedchi to'g'ri chiziqda ketayotganini tasavvur qiling.
- Agar velosipedchi doimiy tezlikda harakatlansa (tezlashmasa), bosib o'tgan masofani (m) o'lchab, uni shu masofani bosib o'tish uchun ajratilgan vaqtga bo'ling. Bu sizga o'rtacha tezlikni beradi.
- Agar velosipedchi tezlashayotgan bo'lsa va tezlanish qiymati va harakat yo'nalishi o'zgarmagan bo'lsa, u holda t vaqtidagi tezlik quyidagi formula bilan hisoblanadi: tezlanish x t + boshlang'ich tezlik. Vaqt soniyalarda, tezlik m / s, tezlanish m / s bilan o'lchanadi.
4 Formulaga qiymatlarni kiriting. Kinetik energiya = (1/2) mv, bu erda m massa, v - tezlik. Masalan, velosipedchining tezligi 15 m / s bo'lsa, uning kinetik energiyasi K = (1/2) (70 kg) (15 m / s) = (1/2) (70 kg) (15 m / s) s) (15 m / s) = 7875 kg ∙ m / s = 7875 N ∙ m = 7875 J
- Kinetik energiyani hisoblash formulasi ish ta'rifidan (W = FΔs) va kinematik tenglamadan (v = v) kelib chiqadi.₀ + 2aΔs, bu erda Δs - bosib o'tgan masofa).

5 -usul 4: Issiqlik miqdorini hisoblash (J)

1 Isitilgan tananing massasini toping. Buning uchun muvozanat yoki bahor shkalasidan foydalaning. Agar tanasi suyuq bo'lsa, avval bo'sh idishni torting (uning ichiga siz suyuqlik quyasiz), uning massasini toping. Suyuqlikni tortgandan so'ng, bu massadan bo'sh idishning massasini chiqarib, uning massasini toping. Masalan, og'irligi 500 g bo'lgan suvni olaylik.
- Natijani joule bilan o'lchash uchun massani gramm bilan o'lchash kerak.
2 Tananing o'ziga xos issiqligini toping. Buni kimyo, fizika darsliklarida yoki Internetda topish mumkin. Suvning solishtirma issiqlik sig'imi 4,19 J / g.
- Maxsus issiqlik harorat va bosim bilan bir oz farq qiladi. Masalan, ba'zi manbalarda suvning o'ziga xos issiqlik sig'imi 4,18 J / g ni tashkil qiladi (chunki har xil manbalar "mos yozuvlar harorati" ning turli qiymatlarini tanlaydi).
- Haroratni Kelvin yoki Tselsiy bo'yicha o'lchash mumkin (chunki harorat o'rtasidagi farq bir xil bo'ladi), lekin Farengeyt darajasida emas.
3 Boshlang'ich tana haroratini toping. Agar tanasi suyuq bo'lsa, termometrdan foydalaning.
4 Tanani isitib, uning oxirgi haroratini toping. Shunday qilib, qizdirilganda tanaga o'tkaziladigan issiqlik miqdorini topishingiz mumkin.
- Agar siz issiqlikka aylantirilgan umumiy energiyani topmoqchi bo'lsangiz, boshlang'ich tana harorati mutlaq nolga teng deb hisoblang (0 Kelvin yoki -273,15 Tselsiy bo'yicha). Bu odatda qo'llanilmaydi.
5 Tana haroratining o'zgarishini topish uchun boshlang'ich haroratni oxirgi haroratdan chiqarib tashlang. Masalan, suv 15 darajadan 35 darajagacha qiziydi, ya'ni suv haroratining o'zgarishi 20 daraja.
6 Tana vaznini, uning o'ziga xos issiqligini va tana haroratining o'zgarishini ko'paytiring. Formula: H = mcΔT, bu erda D - haroratning o'zgarishi. Bizning misolimizda: 500 x 4,19 x 20 = 41,900 J
- Issiqlik ba'zan kaloriya yoki kilokaloriya bilan o'lchanadi. Kaloriya - 1 gramm suv haroratini 1 daraja Selsiyga ko'tarish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori; kilokaloriya - 1 kg suv haroratini 1 daraja Selsiyga ko'tarish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori. Yuqoridagi misolda 500 gramm suvning haroratini 20 darajaga ko'tarish uchun 10 000 kaloriya yoki 10 kkal kerak bo'ladi.

5 -usul 5: Elektr energiyasini hisoblash (J)

1 Bu elektr zanjirida energiya oqimini hisoblash usulini tavsiflaydi. Amaliy misol keltirilgan, uning asosida jismoniy muammolarni echish mumkin. Boshlash uchun, kuchni P = I x R formulasi bo'yicha hisoblaylik, bu erda I - joriy kuch (A), R - qarshilik (Ohm). Siz energiyani (J) hisoblashingiz mumkin bo'lgan quvvatni (Vt) topasiz (ikkinchi bobga qarang).
2 Rezistorni oling. Rezistorning qarshilik qiymati (Ohm) raqamli yoki rangli belgilar bilan ko'rsatiladi. Rezistorning ohmmetr yoki multimetrga ulanishi bilan siz uning qarshiligini aniqlashingiz mumkin. Masalan, 10 ohmli rezistorni olaylik.
3 Rezistorni oqim manbaiga ulang. Buning uchun timsoh qisqichlari yoki elektr zanjirli eksperimental stenddan foydalaning.
4 Muayyan vaqt davomida zanjir orqali oqim o'tkazing. Masalan, buni 10 soniya davomida bajaring.
5 Amper kuchini aniqlang. Buning uchun ampermetr yoki multimetrdan foydalaning. Masalan, oqim 100 mA = 0,1 A.
6 P = I x R formulasi yordamida quvvatni (Vt) hisoblang. Bizning misolimizda: P = 0,1 x 10 = 0,01 x 10 = 0,1 Vt = 100 mVt
7 Energiyani topish uchun kuch va vaqtni ko'paytiring (J). Bizning misolimizda: 0,1 (Vt) x 10 (s) = 1 J.
- 1 joule-bu kichik qiymat va elektr jihozlarining kuchi vatt, millivat va kilovattda ko'rsatilganligi sababli, uy-joy kommunal sektorida energiya odatda kilovatt-soat bilan o'lchanadi. Agar 1 Vt = 1 J / s bo'lsa, u holda 1 J = 1 Vt s; agar 1 kVt = 1 kJ / s bo'lsa, u holda 1 kJ = 1 kVt ∙. 1 soat = 3600 s bo'lgani uchun, keyin 1 kVt ∙ h = 3600 kVt ∙ s = 3600 kJ = 3600000 J.

Maslahatlar

SIda energiya va ish erglarda ham o'lchanadi. 1 erg = 1 din (kuch o'lchov birligi) x 1 sm.1 J = 10 000 000 erg.

Ogohlantirishlar

Joule va Nyuton o'lchagichlari ish uchun o'lchov birligidir. Jouullar tana to'g'ri chiziqda harakat qilganda energiya va bajarilgan ishni o'lchaydi. Agar tanasi aylansa, o'lchov birligi-nyuton-metr.