"ऊर्जा। गतिज और स्थितिज ऊर्जा। यांत्रिक ऊर्जा के संरक्षण के नियम की व्युत्पत्ति" विषय पर प्रस्तुति
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ऊर्जा। गतिज और स्थितिज ऊर्जा. यांत्रिक ऊर्जा के संरक्षण के नियम की व्युत्पत्ति
100 ग्राम वजन की एक गेंद, जो 1.5 मीटर/सेकेंड की गति से उड़ रही है, मध्य उड़ान में पकड़ी जाती है। यदि गेंद की गति 0.03 सेकेंड में घटकर शून्य हो जाती है, तो वह औसत बल क्या है जिसके साथ गेंद हाथ पर कार्य करती है।
1 मीटर/सेकेंड की गति से बिना नाव के चल रही 240 किलोग्राम वजनी नाव से 80 किलोग्राम वजन का एक भार गिर गया। नाव की गति क्या थी?
पानी में, 0.6 मीटर 3 आयतन वाला एक पत्थर 5 मीटर की गहराई से सतह पर उठाया जाता है। पत्थर का घनत्व 2500 kg/m3 है। पत्थर उठाने का काम ढूंढो.
यदि कोई पिंड या पिंडों का तंत्र कार्य कर सकता है, तो वे कहते हैं कि उनमें ऊर्जा है।
ऊर्जा को नामित किया गया है: ई ऊर्जा को मापा गया है: जे
यांत्रिक ऊर्जा एक भौतिक मात्रा है जो किसी शरीर की कार्य करने की क्षमता को दर्शाती है। यांत्रिक ऊर्जा गतिज (चलने में सक्षम) क्षमता (बल)
गतिज ऊर्जा एक गतिशील पिंड की ऊर्जा है।
संभावित ऊर्जा अंतःक्रिया की ऊर्जा है।
लोचदार विरूपण की संभावित ऊर्जा.
ऊर्जा संरक्षण का नियम. एक बंद प्रणाली में जिसमें रूढ़िवादी ताकतें काम करती हैं, ऊर्जा कहीं से प्रकट नहीं होती है और कहीं गायब नहीं होती है, बल्कि केवल एक प्रकार से दूसरे प्रकार में स्थानांतरित होती है।
h E p= अधिकतम E k=0 Ep=0 एक= अधिकतम Ep=एक Ep एक
ए=-(ई पी -ई पी 0) (1) ए=-(ई से -ई से 0) (2) ई से 0 + ई पी 0 = ई से + ई पी ई=ई से + ई पी - पूर्ण मेकेनिकल ऊर्जा
हेल्महोल्ट्ज़ हरमन लुडविग फर्डिनेंड (1821-1824)
भौतिकी में, रूढ़िवादी बल (संभावित बल) वे बल हैं जिनका कार्य प्रक्षेपवक्र के आकार पर निर्भर नहीं करता है (केवल बलों के अनुप्रयोग के आरंभ और समाप्ति बिंदुओं पर निर्भर करता है)। इसलिए निम्नलिखित परिभाषा इस प्रकार है: रूढ़िवादी बल वे बल हैं जिनका किसी भी बंद प्रक्षेपवक्र पर कार्य 0 के बराबर होता है।
प्रभावों के प्रकार बिल्कुल लोचदार प्रभाव बिल्कुल बेलोचदार प्रभाव लोचदार प्रभाव बेलोचदार प्रभाव
यांत्रिक ऊर्जा आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित नहीं होती है। समस्त यांत्रिक ऊर्जा आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। यांत्रिक ऊर्जा का एक छोटा सा भाग आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। लगभग सभी यांत्रिक ऊर्जा आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।
समस्या संख्या 1. एक गेंद को ऊँचाई h से किस आरंभिक गति से नीचे फेंका जाना चाहिए ताकि वह ऊँचाई 2h तक उछल जाए? प्रभाव को बिल्कुल लोचदार मानें। दिया गया: h खोजें: समाधान: h 2h Epo + Eko Ep एक
एपो + एको एक एप
कार्य क्रमांक 2. 100 किलोग्राम वजन वाले सवार के साथ एक स्लेज 8 मीटर ऊंचे और 100 मीटर लंबे पहाड़ से नीचे फिसलती है, यदि पहाड़ के अंत में स्लेज 10 मीटर/सेकेंड की गति तक पहुंच जाए तो गति के प्रतिरोध का औसत बल क्या है? , प्रारंभिक गति 0. एच एल ईपीओ एक है
दिया गया है: m=100 kg h=8 m L=100 m खोजें: Fc- ? समाधान: एपो एक+एसी
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एक भौतिक मात्रा जो उस प्रक्रिया को दर्शाती है जिसके दौरान बल F किसी पिंड को विकृत या स्थानांतरित करता है। इस मात्रा का उपयोग करके सिस्टम की ऊर्जा में परिवर्तन को मापा जाता है।
कार्य करने से पिंडों के स्थान में परिवर्तन हो सकता है (चलने पर कार्य, निकट आने वाले पिंडों पर कार्य) घर्षण बलों पर काबू पाने या पिंडों में त्वरण उत्पन्न करने (त्वरण पर कार्य) का कार्य करता है। इकाई: 1 N m (एक न्यूटन*मीटर) 1 N m = 1 W s (एक वाट*सेकंड) = = 1 J (जूल) 1 J, 1 के बल के अनुप्रयोग बिंदु को स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक कार्य के बराबर है बिंदु को स्थानांतरित करने की दिशा में N 1 मी. यांत्रिक कार्य
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यांत्रिक कार्य की गति को दर्शाने वाली एक भौतिक मात्रा।
पी - शक्ति ए - कार्य, टी - समय। इकाई: 1 N m/s (एक न्यूटन*मीटर प्रति सेकंड) 1 N m/s=1J/s=1W 1 W व्यय की गई शक्ति है जब 1 N के बल के अनुप्रयोग का बिंदु 1 s m के भीतर 1 से बढ़ जाता है शरीर की गति की दिशा में. यांत्रिक शक्ति पी
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ऊर्जा-
किसी उपकरण का उपयोगी कार्य सदैव व्यय किये गये कार्य से कम होता है।
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पृथ्वी के साथ किसी पिंड की अंतःक्रिया की ऊर्जा। संभावित ऊर्जा एक सापेक्ष मात्रा है क्योंकि यह शून्य स्तर (कहाँ) की पसंद पर निर्भर करती है।
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शरीर के अंगों के बीच परस्पर क्रिया की ऊर्जा। - - शरीर की कठोरता; - विस्तार। ईपी विकृति पर निर्भर करता है:, - विकृति जितनी अधिक होगी, ईपी - यदि शरीर विकृत नहीं है, ईपी = 0
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संभावित ऊर्जा वह ऊर्जा है जो आराम की स्थिति में वस्तुओं के पास होती है। गतिज ऊर्जा गति के दौरान प्राप्त शरीर की ऊर्जा है। यांत्रिक ऊर्जा दो प्रकार की होती है: गतिज और विभव, जो एक दूसरे को परिवर्तित कर सकती हैं।
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स्थितिज ऊर्जा का गतिज ऊर्जा में रूपांतरण। गेंद को ऊपर उछालकर, हम इसे गति की ऊर्जा - गतिज ऊर्जा प्रदान करते हैं। गेंद उठने के बाद रुक जाती है और फिर गिरने लगती है। रुकने के क्षण में (ऊपरी बिंदु पर) सारी गतिज ऊर्जा पूरी तरह से क्षमता में परिवर्तित हो जाती है।
जब शरीर नीचे की ओर जाता है, तो विपरीत प्रक्रिया घटित होती है।
यांत्रिक ऊर्जा के संरक्षण का नियम
कुल यांत्रिक ऊर्जा किसी पिंड या पिंडों की एक बंद प्रणाली की कुल यांत्रिक ऊर्जा जो घर्षण बलों से प्रभावित नहीं होती है, स्थिर रहती है।
शरीर की ऊर्जा कभी गायब नहीं होती या दोबारा प्रकट नहीं होती: यह केवल एक प्रकार से दूसरे प्रकार में परिवर्तित होती है।
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बातचीत
1. ऊर्जा किसे कहते हैं? 2. ऊर्जा को SI में किस इकाई में व्यक्त किया जाता है? 3. किस ऊर्जा को स्थितिज गतिज ऊर्जा कहा जाता है? 4. पृथ्वी की सतह से ऊपर उठे पिंडों की स्थितिज ऊर्जा के उपयोग के उदाहरण दीजिए। 5. एक ही पिंड की स्थितिज और गतिज ऊर्जा में परिवर्तन के बीच क्या संबंध है?
लीड प्लेट पर लीड बॉल के प्रभाव के बाद, इन निकायों की स्थिति बदल गई - वे विकृत और गर्म हो गए।
यदि पिंडों की स्थिति बदल जाती है, तो पिंडों के कणों की ऊर्जा बदल जाती है।
जब शरीर गर्म होता है, तो अणुओं की गति बढ़ जाती है, और इसलिए गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है। जब शरीर विकृत हो गया, तो उसके अणुओं का स्थान बदल गया, और इसका मतलब है, उनकी संभावित ऊर्जा बदल गई।
उन सभी अणुओं की गतिज ऊर्जा जिनसे शरीर बना है और उनकी परस्पर क्रिया की संभावित ऊर्जा शरीर की आंतरिक ऊर्जा का निर्माण करती है
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निष्कर्ष: यांत्रिक और आंतरिक ऊर्जा एक शरीर से दूसरे शरीर में स्थानांतरित हो सकती है।
यह सभी तापीय प्रक्रियाओं के लिए सत्य है।
ऊष्मा स्थानांतरण में, गर्म शरीर ऊर्जा देता है, और कम गर्म शरीर ऊर्जा प्राप्त करता है। जब ऊर्जा एक शरीर से दूसरे शरीर में स्थानांतरित होती है या जब एक प्रकार की ऊर्जा दूसरे में परिवर्तित होती है, तो ऊर्जा संरक्षित होती है
ऊर्जा क्या है? हम अपने जीवन में अक्सर ऊर्जा की अवधारणा से परिचित होते हैं। कारें और हवाई जहाज, डीजल इंजन और जहाज जलते हुए ईंधन की ऊर्जा का उपभोग करके चलते हैं। लोग, जीने और काम करने के लिए, अपने ऊर्जा भंडार को भोजन से भरते हैं... तो ऊर्जा क्या है?
उदाहरण के लिए: पृथ्वी की सतह के सापेक्ष उठे हुए पिंड में स्थितिज ऊर्जा होती है, क्योंकि ऊर्जा इस पिंड और पृथ्वी की सापेक्ष स्थिति और उनके पारस्परिक आकर्षण पर निर्भर करती है। पावर प्लांट के बांध से जो पानी ऊपर उठता है, वह नीचे गिरकर पावर प्लांट की टरबाइनों को चलाता है। जब स्प्रिंग को खींचा या दबाया जाता है, तो कार्य पूरा हो जाता है। इस मामले में, स्प्रिंग के अलग-अलग हिस्से एक दूसरे के सापेक्ष स्थिति बदलते हैं।
गुणात्मक कार्य. 1.दोनों में से किस वस्तु की स्थितिज ऊर्जा अधिक है: पृथ्वी की सतह पर पड़ी एक ईंट, या दूसरी मंजिल के स्तर पर घर की दीवार में स्थित एक ईंट? 2.दोनों में से किस वस्तु की स्थितिज ऊर्जा अधिक है - पांचवीं मंजिल की बालकनी पर पड़ी समान आकार की स्टील की गेंद या सीसे की गेंद? 3.किस स्थिति में अलग-अलग ऊंचाई पर उठाए गए दो पिंडों की स्थितिज ऊर्जा समान होगी? 4.ट्रैक और फील्ड प्रतियोगिताओं में, एथलीट शॉट पुट लगाते हैं। पुरुष - 7 किलोग्राम वजन वाला एक कोर, महिलाएं - 4 किलोग्राम वजन वाला एक कोर। समान उड़ान गति पर किस नाभिक की गतिज ऊर्जा अधिक होती है? 5.दोनों में से किस पिंड की गतिज ऊर्जा अधिक है: एक जो 10 मीटर/सेकंड की गति से चल रहा है, या एक जो 20 मीटर/सेकेंड की गति से चल रहा है? 6.फिनिश कहावत का भौतिक अर्थ क्या है "आप जितना ऊपर चढ़ने में खर्च करते हैं, उतना ही नीचे उतरते समय वापस मिलता है"? सामग्री के लिए
सरलता के लिए चुनौतियाँ. 1. एक कार पर दो समान बैरल लादे गए थे। एक बैरल को एक झुके हुए विमान का उपयोग करके लोड किया गया था, और दूसरे को लंबवत उठाया गया था। क्या कार के बैरलों की स्थितिज ऊर्जाएँ बराबर हैं? 2. कार कब अधिक ईंधन की खपत करती है: समान रूप से गाड़ी चलाते समय या गाड़ी चलाते समय रुकती है और स्टार्ट होती है? 3.क्या स्थितिज ऊर्जा ऋणात्मक हो सकती है? उदाहरण दीजिए. सामग्री के लिए
परीक्षा। 1.निम्नलिखित में से कौन गतिज ऊर्जा की एक इकाई है? ए) एन बी) जे बी) पा डी) डब्ल्यू 2. एक विस्तारित या संपीड़ित स्प्रिंग में कौन सी यांत्रिक ऊर्जा होती है? ए) गतिज बी) क्षमता सी) यांत्रिक ऊर्जा नहीं है 3. ऊर्जा, जो परस्पर क्रिया करने वाले पिंडों या एक ही शरीर के भागों की स्थिति से निर्धारित होती है, कहलाती है... ए) संभावित ऊर्जा। बी) गतिज ऊर्जा. 4.नोटबुक मेज पर है. फर्श के सापेक्ष इसमें कितनी यांत्रिक ऊर्जा है? A) गतिज B) विभव C) इसमें यांत्रिक ऊर्जा नहीं है 5. किसी पिंड की गतिज ऊर्जा किस पर निर्भर करती है? ए) पिंड के द्रव्यमान और गति पर। B) शरीर की गति से. बी) पृथ्वी की सतह से ऊंचाई और शरीर के वजन से। 6. किसी पिंड में उसकी गति के कारण जो ऊर्जा होती है उसे कहते हैं... A) स्थितिज ऊर्जा। बी) गतिज ऊर्जा. 7.जमीन से ऊपर उठे किसी पिंड की स्थितिज ऊर्जा किस पर निर्भर करती है? ए) पिंड के द्रव्यमान और गति पर। B) शरीर की गति से. बी) पृथ्वी की सतह से ऊंचाई और शरीर के वजन से। 8. सड़क पर चलती कार में कौन सी यांत्रिक ऊर्जा होती है? ए) गतिज बी) क्षमता सी) सामग्री की तालिका में यांत्रिक ऊर्जा नहीं है
पाठ विषय: ???
आइए पहेली पहेली को हल करें
2? शरीर की गति में परिवर्तन का कारण?
3? परिवर्तन के "कारण" का उत्पाद
प्रति तय की गई दूरी की गति कहलाती है...?
4? किसी शरीर की कार्य करने की क्षमता कहलाती है...?
यांत्रिक ऊर्जा
पाठ का प्रकार. नई सामग्री सीखना.
पाठ के उद्देश्य: शरीर की कार्य करने की क्षमता के रूप में ऊर्जा की अवधारणा का परिचय देना; स्थितिज एवं गतिज ऊर्जा को परिभाषित करें।
मेटासब्जेक्ट
ऊर्जा वह कार्य है जो कोई पिंड किसी दी गई अवस्था से शून्य में संक्रमण करते समय कर सकता है।
"ऊर्जा" शब्द को 1807 में अंग्रेजी वैज्ञानिक टी. यंग द्वारा भौतिकी में पेश किया गया था।
ग्रीक से अनुवादित, शब्द "ऊर्जा" का अर्थ है क्रिया, गतिविधि।
चूँकि यांत्रिकी पिंडों की गति और उनकी परस्पर क्रिया का अध्ययन करती है
संभावना
काइनेटिक
गति ऊर्जा
अंतःक्रिया ऊर्जा
गतिज ऊर्जा
आइए गति v से गतिमान किसी पिंड की गतिज ऊर्जा निर्धारित करें
ऊर्जा वह कार्य है जो किसी पिंड को शून्य अवस्था (υ 0 =0) से दी गई अवस्था (υ ≠0) में स्थानांतरित करने के लिए किया जाना आवश्यक है।
आइए इस अभिव्यक्ति को रूपांतरित करें:
न्यूटन के नियम के अनुसार
समान रूप से त्वरित गति वाला पथ:
संभावित ऊर्जा
आइए h ऊंचाई पर पृथ्वी के साथ पिंड की अंतःक्रिया की संभावित ऊर्जा निर्धारित करें।
ऊर्जा वह कार्य है जो किसी पिंड को शून्य अवस्था (h 0 = 0) से दिए गए (h) में स्थानांतरित करने के लिए किया जाना चाहिए।
ऊर्जा वह कार्य है जो किसी पिंड को शून्य अवस्था (h 0 = 0) से दिए गए (h) में स्थानांतरित करने के लिए किया जाना चाहिए।
आइए हम बल F द्वारा किया गया कार्य निर्धारित करें:
सूत्र स्वयं निकालें
की जाँच करें:
संभावित ऊर्जा:
हम दो प्रकार की यांत्रिक ऊर्जा से परिचित हुए
काइनेटिक
संभावना
गति ऊर्जा
अंतःक्रिया ऊर्जा
हालाँकि, सामान्य स्थिति में, किसी पिंड में एक ही समय में गतिज और स्थितिज ऊर्जा दोनों हो सकती हैं।
बुलाया
कुल यांत्रिक ऊर्जा
यह अवधारणा 1847 में जर्मन वैज्ञानिक जी. हेल्महोल्ट्ज़ द्वारा पेश की गई थी।
मुक्त रूप से गिरते पिंडों का अध्ययन
(घर्षण और प्रतिरोध बलों की अनुपस्थिति में) दर्शाता है कि एक प्रकार की ऊर्जा में कमी से दूसरे प्रकार की ऊर्जा में वृद्धि होती है।
संरक्षण यांत्रिकी का नियम ऊर्जा
आइए हम शरीर की प्रारंभिक ऊर्जा को निरूपित करें
और अंतिम
तब ऊर्जा संरक्षण का नियम इस प्रकार लिखा जा सकता है
मान लीजिए कि आंदोलन की शुरुआत में शरीर की गति υ 0 के बराबर थी, और ऊंचाई h 0 थी, तो:
और गति के अंत में, शरीर की गति υ के बराबर हो गई, और ऊँचाई h, तब:
किसी पिंड की कुल यांत्रिक ऊर्जा जो घर्षण और प्रतिरोध बलों से प्रभावित नहीं होती है, गति के दौरान अपरिवर्तित रहती है।
उदाहरण
2 किलो वजन का एक पत्थर 10 मीटर/सेकेंड की गति से उड़ता है। पत्थर की गतिज ऊर्जा क्या है?
पत्थर की गतिज ऊर्जा
उत्तर: 100 जे.
4 किलोग्राम वजन वाली एक ईंट पृथ्वी की सतह से 5 मीटर की ऊंचाई पर है। ईंट की स्थितिज ऊर्जा कितनी है?
एक ईंट की संभावित ऊर्जा
आइए मात्राओं के संख्यात्मक मानों को प्रतिस्थापित करें और गणना करें:
उत्तर: 200 जे.
इनमें से किस गतिमान पिंड की गतिज ऊर्जा अधिक है?
विमान में
नदी के किन स्थानों पर - स्रोत पर या मुहाने पर - प्रत्येक घन मीटर पानी में अधिक स्थितिज ऊर्जा होती है?
अपने उत्तर का औचित्य सिद्ध करें।
उष्ण कटिबंध में झरना
इन दोनों तलों में से किसमें स्थितिज ऊर्जा अधिक है?
शीर्ष पर
परीक्षा
1. किसी पिंड में उसकी गति के परिणामस्वरूप जो ऊर्जा होती है, उसे ऊर्जा कहते हैं।
1) क्षमता
2) गतिज
3) मैं नहीं जानता
परीक्षण की जाँच हो रही है.
1 . किसी पिंड में उसकी गति के परिणामस्वरूप जो ऊर्जा होती है, उसे ऊर्जा कहते हैं।
2. एक संपीड़ित स्प्रिंग की ऊर्जा... ऊर्जा का एक उदाहरण है।
1) क्षमता
2) गतिज
3) मैं नहीं जानता
3. एक ही आकार की दो गेंदें, लकड़ी और सीसे की, जमीन पर गिरते समय उनकी गति समान थी।" क्या उनकी गतिज ऊर्जा समान थी?
1) लीड बॉल में अधिक ऊर्जा थी।
2) लकड़ी के शा में अधिक ऊर्जा होती थी
3) समान, क्योंकि उनकी गति और आकार समान हैं
लुटेरों ने पीड़ित के पैसे और दस्तावेज़ ले लिए, उसे नग्न कर दिया और यह निर्णय लेते हुए कि उससे लेने के लिए और कुछ नहीं है, उन्होंने उसे पुल से नदी में फेंक दिया। ठंडे पानी के आधे रास्ते में भी पीड़ित के पास क्या था?
उत्तर: संभावित ऊर्जा, धीरे-धीरे गतिज ऊर्जा में बदल रही है।
गृहकार्य:
§ 16 स्तर I के लिए,
विषय पर सार प्रस्तुति