Բովանդակություն

• Քայլել
• 4-ի մեթոդ 1. Workուլերով աշխատանքը հաշվարկելը
• 4-ի մեթոդ 2. 2ուլերում կինետիկ էներգիայի հաշվարկ
• 4-ի մեթոդը 3. Ouոուլը որպես էլեկտրական էներգիա հաշվարկելը
• 4-ի մեթոդը 4. Theուլում ջերմության հաշվարկը
• Խորհուրդներ
• Arnգուշացումներ
• Անհրաժեշտությունները

Անգլիացի ֆիզիկոս Edwardեյմս Էդվարդ ouուլի անունով ջուլը (J) միջազգային մետրական համակարգի ամենակարևոր միավորներից մեկն է: Theոուլը օգտագործվում է որպես աշխատանքի, էներգիայի և ջերմության միավոր և լայնորեն օգտագործվում է գիտության մեջ: Եթե ​​ուզում եք, որ ձեր պատասխանը լինի joules, միշտ օգտագործեք ստանդարտ գիտական ​​միավորները:

Քայլել

4-ի մեթոդ 1. Workուլերով աշխատանքը հաշվարկելը

1. Աշխատանքի սահմանումը: Աշխատանքը սահմանվում է որպես օբյեկտի նկատմամբ գործադրվող կայուն ուժ `այն որոշակի հեռավորություն տեղափոխելու համար: Եթե ​​մեկից ավելի ուժ գործադրվի, ապա այն կարելի է հաշվարկել որպես ուժ X հեռավորությունը, և կարող է գրվել ժուլերի միավորներով (համարժեք է «Նյուտոնի մետրին»): Մեր առաջին օրինակում մենք վերցնում ենք մի անձի, ով ցանկանում է հատակից ծանրություն ավելացնել կրծքավանդակի բարձրությանը, և մենք հաշվարկում ենք, թե որքան աշխատանք է կատարել այդ մարդը:
   • Ուժը պետք է գործադրվի շարժման ուղղությամբ: Առարկան բռնելիս և առաջ քայլելիս օբյեկտի վրա աշխատանք չի տարվում, քանի որ դուք չեք մղում առարկան նրա շարժման ուղղությամբ:
2. Որոշեք տեղափոխվող օբյեկտի զանգվածը: Առարկայի զանգվածը անհրաժեշտ է այն տեղափոխելու համար անհրաժեշտ ուժը հաշվարկելու համար: Մեր օրինակում մենք նշում ենք, որ քաշն ունի 10 կգ զանգված:
   • Մի օգտագործեք ֆունտ կամ այլ միավորներ, որոնք ստանդարտ չեն, կամ վերջնական պատասխանը չի լինի joules- ով:
3. Հաշվեք ուժը: Ուժ = զանգված x արագացում: Մեր օրինակում, ծանրություն ուղիղ վեր բարձրացնելով, այն արագացումը, որը մենք փորձում ենք հաղթահարել, հավասար է ձգողականությանը, 9.8 մ / վ վայրկյան: Հաշվեք քաշը բարձրացնելու համար անհրաժեշտ ուժը ՝ օգտագործելով (10 կգ) x (9,8 մ / վ) = 98 կգ մ / վ = 98 նյուտոն (N):
   • Եթե ​​օբյեկտը տեղափոխվում է հորիզոնական, ապա ինքնահոսն անկապ է: Փոխարենը, խնդիրը կարող է հուշել ձեզ հաշվարկել ուժի ուժը, որը անհրաժեշտ է շփման դիմադրությունը հաղթահարելու համար: Եթե ​​տրված է, թե որն է օբյեկտի արագացումը, երբ այն մղվում է, ապա կարող եք բազմապատկել տրված արագացումը զանգվածի վրա:
4. Չափեք օբյեկտի տեղափոխման հեռավորությունը: Այս օրինակում մենք ենթադրում ենք, որ քաշը բարձրացվում է 1,5 մետր (մ): Հեռավորությունը պետք է չափվի մետրերով, հակառակ դեպքում վերջնական պատասխանը հնարավոր չէ արձանագրել ouոուլում:
5. Բազմապատկել ուժը հեռավորության վրա: 98 Նյուտոն 1.5 մետր ծանրություն բարձրացնելու համար ստիպված կլինեք կատարել 98 x 1.5 = 147 ջոուլ աշխատանք:
6. Հաշվարկել անկյունում շարժվող օբյեկտների աշխատանքը: Վերը նշված մեր օրինակը պարզ էր. Ինչ-որ մեկը վերին ուժ գործադրեց օբյեկտի վրա, և առարկան վեր բարձրացավ: Երբեմն ուժի ուղղությունը և առարկայի շարժումը բոլորովին նույնը չեն, քանի որ բազմաթիվ ուժեր գործում են օբյեկտի վրա: Հաջորդ օրինակում մենք հաշվարկելու ենք, թե քանի ouոուլ է պետք սահնակ 25 մետր ձյան միջով քաշելու համար, սահնակին ամրացված պարան քաշելով հորիզոնականից 30º անկյան տակ: Գործում է հետևյալը. Աշխատանք = ուժ x կոս (θ) x հեռավորություն: «Խորհրդանիշը» հունական «թետա» տառն է և ներկայացնում է ուժի և շարժման ուղղության անկյունը:
7. Որոշեք գործադրված ընդհանուր ուժը: Այս խնդրում մենք ասում ենք, որ ինչ-որ մեկը պարան է քաշում 10 նյուտոն ուժով:
   • Եթե ​​արդեն տրվել է «դեպի աջ», «վեր» կամ «շարժման ուղղությամբ» ուժ, ապա «ուժ x cos (») »- ը հաշվարկված է, և կարող եք անցնել արժեքների բազմապատկում:
8. Հաշվեք համապատասխան ուժը: Ուժի միայն մի մասն է կառքը առաջ քաշում: Քանի որ պարանը վեր է անկյան տակ, մնացած ուժը փորձում է բարձրացնել կառքը վեր ՝ հակազդելով ինքնահոսին: Հաշվարկել ուժը շարժման ուղղությամբ.
   • Մեր օրինակում θ անկյունը գետնի և պարանի միջև 30º է:
   • Հաշվիր cos (θ): cos (30º) = (√3) / 2 = մոտավորապես 0,866: Այս արժեքը գտնելու համար կարող եք օգտագործել հաշվիչ, բայց համոզվեք, որ ձեր հաշվիչն օգտագործում է ճիշտ միավորը, քանի որ նշված է անկյունը (աստիճաններ կամ ռադիաններ):
   • Բազմապատկել ընդհանուր ուժը x cos (θ): Մեր օրինակում ՝ 10N x 0,866 = 8,66 N շարժման ուղղությամբ:
9. Բազմապատկել x տարածության ուժը: Հիմա, երբ մենք գիտենք, թե որքան ուժ է գործադրվում շարժման ուղղությամբ, մենք կարող ենք սովորությունը հաշվարկել: Մեր խնդիրը մեզ ասում է, որ կառքը քարշ է եկել 20 մետր առաջ, ուստի մենք հաշվարկում ենք 8,66 N x 20 մ = 173,2 ջոուլ աշխատանք:

4-ի մեթոդ 2. 2ուլերում կինետիկ էներգիայի հաշվարկ

1. Հասկացեք որոշ կինետիկ էներգիա: Կինետիկ էներգիան էներգիայի քանակն է շարժման տեսքով: Ինչպես էներգիայի ցանկացած ձև, այն կարող է արտահայտվել ouուլում:
   • Կինետիկ էներգիան հավասար է անշարժ օբյեկտի որոշակի արագության արագացման համար կատարված աշխատանքների քանակին: Այդ արագության հասնելուն պես, օբյեկտը պահպանում է կինետիկ էներգիայի այդ քանակությունը, մինչև որ այդ էներգիան վերածվի ջերմության (շփման միջոցով), գրավիտացիոն էներգիայի (ինքնահոսին հակառակ գնալով) կամ էներգիայի այլ տեսակների:
2. Որոշեք օբյեկտի զանգվածը: Օրինակ, մենք կարող ենք չափել հեծանիվի և հեծանվորդի կինետիկ էներգիան: Ենթադրենք, որ հեծանվորդի քաշը 50 կգ է, իսկ հեծանիվը `20 կգ: Դա ավելացնում է ընդհանուր զանգվածը մ 70 կգ-ից: Այժմ մենք կարող ենք նրանց հետ միասին վերաբերվել որպես 1 կգ 70 կգ-ի, քանի որ նրանք միասին շարժվում են նույն արագությամբ:
3. Հաշվեք արագությունը: Եթե ​​արդեն գիտեք հեծանվորդի արագությունը կամ վեկտորի արագությունը, գրեք այն և անցեք առաջ: Եթե ​​դեռ պետք է դա հաշվարկեք, օգտագործեք ստորև նշված մեթոդներից մեկը: Սա վերաբերում է արագությանը, ոչ թե վեկտորի արագությանը (որը որոշակի ուղղությամբ արագություն է), չնայած որ տառը հաճախ է լինում գ օգտագործվում է արագության համար: Անտեսեք հեծանվորդի շրջադարձերը և ձևացրեք, որ ամբողջ հեռավորությունը ուղիղ գծի վրա է:
   • Եթե ​​հեծանվորդը շարժվում է հաստատուն արագությամբ (առանց արագացման), չափիր հեծանվորդի անցած տարածությունը և բաժանիր այդ հեռավորությունն անցնելու համար անհրաժեշտ վայրկյանների քանակով: Սա հաշվարկում է միջին արագությունը, որն այս սցենարում նույնն է, ինչ արագությունը ցանկացած պահի:
   • Եթե ​​հեծանվորդը շարժվում է անընդհատ արագացումով և չի փոխում ուղղությունը, ապա այդ պահին հաշվարկեք նրա արագությունը տ բանաձևի հետ 'արագություն (ժամանակ t) = (արագացում) (տ) + նախնական արագություն: Isամանակը վայրկյաններով է, արագությունը ՝ մետր / վայրկյան, իսկ արագացումը ՝ մ / վ:
4. Հետևյալ համարները մուտքագրեք հետևյալ բանաձևում. Կինետիկ էներգիա = (1/2)մ "գ, Օրինակ, եթե հեծանվորդը շարժվում է 15 մ / վ արագությամբ, ապա նրա կինետիկ էներգիան K = (1/2) (70 կգ) (15 մ / վ) = (1/2) (70 կգ) ( 15 մ / վ) (15 մ / վ) = 7875 կգ / վ = 7875 նյուտոն մետր = 7875 ջոուլ:
   • Կինետիկ էներգիայի բանաձևը կարող է ստացվել աշխատանքի, W = FΔ- ների և v = v հավասարման սահմանումից:₀ + 2aΔ: Δs- ը վերաբերում է «տեղաշարժին», կամ նաև անցած հեռավորությանը:

4-ի մեթոդը 3. Ouոուլը որպես էլեկտրական էներգիա հաշվարկելը

1. Հաշվարկել էներգիան ՝ օգտագործելով էներգիա x ժամանակը: Էլեկտրաէներգիան սահմանվում է որպես ժամանակի միավորի վրա սպառված էներգիա, ուստի մենք կարող ենք սպառված էներգիան հաշվարկել ժամանակի միավորը բազմապատկած էներգիայի վրա: Սա օգտակար է վտ-ում էլեկտրաէներգիայի չափման ժամանակ, քանի որ 1 վտ = 1 ջոուլ / վայրկյան: Պարզելու համար, թե որքան էներգիա է օգտագործում 60 Վտ շիկացման լամպը 120 վայրկյանում, բազմապատկիր հետևյալը. (60 վտ) x (120 վայրկյան) = 7200 ջոուլ:
   • Այս բանաձևը կարող է օգտագործվել ցանկացած տեսակի էլեկտրաէներգիայի համար, որը չափվում է վտ-ով, բայց էլեկտրաէներգիան ամենաակնհայտն է:
2. Օգտագործեք ստորև նշված քայլերը `էլեկտրական շղթայում էներգիայի հոսքը հաշվարկելու համար: Ստորև ներկայացված քայլերը նախանշված են որպես գործնական օրինակ, բայց տեսական ֆիզիկայի խնդիրները հասկանալու համար կարող եք նաև օգտագործել այս մեթոդը: Նախ, մենք հաշվարկում ենք P- ի հզորությունը `օգտագործելով P = I x R բանաձևը, որտեղ I- ն ընթացիկ է ամպերում, իսկ R- ը` ohms- ի դիմադրությունը: Այս միավորները մեզ տալիս են հզորություն վտ-ով, ուստի այս պահից սկսած մենք կարող ենք կիրառել նախորդ քայլում օգտագործված բանաձևը `ջուլերը էներգիան հաշվարկելու համար:
3. Ընտրեք ռեզիստոր: Ռեզիստորները նշվում են օմմերով, որոնց արժեքը նշված է անմիջապես դիմադրության վրա կամ նշվում է մի շարք գունավոր օղակների միջոցով: Դուք կարող եք նաև դիմադրություն ստուգել օմմետրով կամ մուլտիմետրով: Այս օրինակում մենք ենթադրում ենք, որ դիմադրությունը, որը մենք օգտագործում ենք, 10 Օմ է:
4. Դիմադրությունը միացրեք էներգիայի աղբյուրին (մարտկոց): Դրա համար օգտագործեք սեղմիչներ կամ տեղադրեք դիմադրությունը փորձարկման շղթայում:
5. Թույլ տվեք, որ որոշակի ժամանակահատվածում ընթացիկ հոսք անցնի դրա միջով: Այս օրինակում մենք վերցնում ենք 10 վայրկյան որպես ժամանակի միավոր:
6. Չափել հոսանքի ուժը: Դուք դա անում եք հոսքի հաշվիչի կամ մուլտիմետրի միջոցով: Կենցաղային հոսանքի մեծ մասը միլամպի մեջ է, ուստի ենթադրում ենք, որ հոսանքը 100 միլամպ է, կամ 0,1 ամպեր:
7. Օգտագործեք P = I x R բանաձեւը: Այժմ իշխանությունը գտնելու համար դուք բազմապատկում եք հոսանքի քառակուսի հզորությունը դիմադրության վրա: Սա ձեզ տալիս է այս շղթայի հզորությունը վտ: 0,1 քառակուսին տալիս է 0,01: Բազմապատկեք սա 10-ով և կստանաք 0,1 վտ հզորություն կամ 100 միլիվատտ հզորություն:
8. Բազմապատկել ուժը անցած ժամանակի վրա: Սա էներգիա է ապահովում ջոուլներում: 0,1 վտ x 10 վայրկյան հավասար է 1 ջոուլ էլեկտրական էներգիայի:
   • Քանի որ ouոուլը փոքր միավոր է, և քանի որ սարքերի էներգիայի սպառումը սովորաբար նշվում է վտերում, միլիվատներում և կիլովատներում, հաճախ ավելի հարմար է հաշվարկել սարքի կողմից սպառված կՎտժ (կիլովատ ժամ) քանակը: 1 վտ հավասար է 1 ժուլ մեկ վայրկյանում, կամ 1 ջոուլ հավասար է 1 վտ վայրկյանին; մեկ կիլովատը հավասար է վայրկյանում 1 կիլոժուլի, իսկ մեկ կիլոջոուլը հավասար է 1 կվտ / վրկ-ի: Մեկ ժամում կա 3,600 վայրկյան, ուստի 1 կվտ / ժամ հավասար է 3,600 կՎտ վայրկյանին, 3,600 կիլոժուլին կամ 3,600,000 ջոուլին:

4-ի մեթոդը 4. Theուլում ջերմության հաշվարկը

1. Որոշեք այն օբյեկտի զանգվածը, որին ավելացվում է ջերմություն: Դրա համար օգտագործեք մնացորդ կամ կշեռքներ: Եթե ​​առարկան հեղուկ է, նախ կշռեք այն դատարկ տարան, որի մեջ հեղուկը կմտնի: Սա ստիպված կլինեք միասին հանել տարայի և հեղուկի զանգվածից `հեղուկի զանգվածը գտնելու համար: Այս օրինակում մենք ենթադրում ենք, որ օբյեկտը 500 գրամ ջուր է:
   • Օգտագործեք գրամներ, այլ ոչ թե մեկ միավոր, հակառակ դեպքում արդյունքը չի տրվի ouոուլներով:
2. Որոշեք օբյեկտի հատուկ ջերմությունը: Այս տեղեկատվությունը կարելի է գտնել binas քիմիայի տեղեկատու գրքերում, բայց այն կարող եք գտնել նաև առցանց: Սա ջրի հատուկ ջերմությունն է գ հավասար է 4,19 ջոուլի մեկ գրամի համար յուրաքանչյուր աստիճանի համար iusելսիուս - կամ 4,1855, եթե ուզում եք շատ ճշգրիտ լինել:
   • Հատուկ ջերմությունը փոքր-ինչ տատանվում է `կախված ջերմաստիճանից և ճնշումից: Տարբեր կազմակերպություններ և դասագրքեր օգտագործում են տարբեր «ստանդարտ ջերմաստիճաններ», այնպես որ դուք կարող եք գտնել մինչև 4,179 ջրի հատուկ ջերմության համար:
   • Կարելի է նաև Կելվին օգտագործել elsելսիուսի փոխարեն, քանի որ երկու աստիճանի համար 1 աստիճանը նույնն է (3ºC- ով ինչ-որ բան տաքացնելը նույնն է, ինչ 3 Kelvin- ով): Մի օգտագործեք Ֆարենհայթ, հակառակ դեպքում արդյունքը չի տրվի ouուլում:
3. Որոշեք օբյեկտի ընթացիկ ջերմաստիճանը: Եթե ​​առարկան հեղուկ է, կարող եք օգտագործել սովորական (սնդիկային) ջերմաչափ: Այլ օբյեկտների համար կարող է անհրաժեշտ լինել զոնդով ջերմաչափ:
4. Heերմեք առարկան և կրկին չափեք ջերմաստիճանը: Սա թույլ է տալիս չափել ջերմության քանակը, որը ջեռուցման ընթացքում ավելացվել է օբյեկտի վրա:
   • Եթե ​​ցանկանում եք իմանալ ջերմության տեսքով կուտակված էներգիայի ընդհանուր քանակը, կարող եք ձեւացնել, որ նախնական ջերմաստիճանը բացարձակ զրո է ՝ 0 Կելվին կամ -273,15ºC:
5. Heatingեռուցումից հետո հանեք սկզբնական ջերմաստիճանը ջերմաստիճանից: Սա արդյունք է տալիս օբյեկտի ջերմաստիճանի փոփոխությանը: Ենթադրելով, որ ջուրն ի սկզբանե եղել է 15 աստիճան ցելսիուս, իսկ տաքացնելուց հետո այն 35 աստիճան ցելսիուս է, հետեւաբար ջերմաստիճանի փոփոխությունը կազմում է 20 աստիճան ցելսիուս:
6. Բազմապատկել օբյեկտի զանգվածը հատուկ ջերմության և ջերմաստիճանի փոփոխության վրա: Դուք գրում եք այս բանաձևը որպես H =մկΔՏ., որտեղ ΔT- ն ներկայացնում է «ջերմաստիճանի փոփոխությունը»: Այս օրինակում սա դառնում է 500 գ x 4,19 x 20 = 41,900 ջոուլ:
   • Atերմությունն ընդհանուր առմամբ արտահայտվում է կալորիաներով կամ կիլոկալորիաներով: Կալորիականությունը սահմանվում է որպես ջերմության քանակ, որն անհրաժեշտ է 1 գրամ ջրի ջերմաստիճանը 1 աստիճանով բարձրացնելու համար, իսկ կիլոկալորիա (կամ կալորիա) `1 կիլոգրամ ջրի ջերմաստիճանը 1 աստիճանով բարձրացնելու համար անհրաժեշտ ջերմություն: . Վերոնշյալ օրինակում 500 գրամ ջրի ջերմաստիճանը 20 աստիճանով բարձրացնելը պահանջում է 10,000 կալորիա կամ 10 կիլոկալորիա:

Խորհուրդներ

• Theուլի հետ կապված է աշխատանքի և էներգիայի մեկ այլ միավոր, որը կոչվում է erg; 1 erg- ը հավասար է 1 dyne ուժի, որը բազմապատկվում է 1 սմ հեռավորության վրա: Մեկ ջոուլը հավասար է 10,000,000 erg- ի:

Arnգուշացումներ

• Չնայած «ժոուլ» և «նյուտոն մետր» տերմինները վերաբերում են միևնույն միավորին, գործնականում «ջոուլ» -ն օգտագործվում է էներգիայի ցանկացած ձևը ցույց տալու և ուղիղ գծով կատարված աշխատանքի համար, ինչպես վերևում աստիճաններ բարձրանալու օրինակում: Երբ օգտագործվում են մոմենտը (պտտվող օբյեկտի վրա ուժի հաշվարկման) համար, մենք նախընտրում ենք «Նյուտոն մետր» տերմինը:

Անհրաժեշտությունները

Հաշվարկող աշխատանքը կամ կինետիկ էներգիան.

• Վայրկյանաչափ կամ ժամաչափ
• Կշեռք կամ հավասարակշռություն
• Կոսինուսային գործառույթով հաշվիչ (միայն աշխատանքի համար, միշտ չէ, որ անհրաժեշտ է)

Հաշվարկելով էլեկտրական էներգիան.

• Դիմադրություն
• Լարեր կամ փորձարկման տախտակ
• Մուլտիմետր (կամ օմմետր և ընթացիկ հաշվիչ)
• Fahnestock կամ ալիգատոր տեսահոլովակներ

Heերմություն:

• Obեռուցման օբյեկտ
• Atերմության աղբյուր (օրինակ, Բունսենի այրիչ)
• Ometերմաչափ (հեղուկ ջերմաչափ կամ զոնդով ջերմաչափ)
• Քիմիայի / քիմիայի տեղեկանք (ջեռուցվող օբյեկտի հատուկ ջերմությունը գտնելու համար)