B4 作功、能量和功率-力和運動

B4 作功、能量和功率-力和運動

機械功-WW (單位 JJ)

定義

以力作用在物體,使他產生一段距離時所轉移的能量,稱為功

W=Fs W = Fs
  • 力 (FF)
  • 位移 (ss)
  • 所作的功 (WW)

動能-KEKE (單位 JJ)

KE=12mv2 KE = \frac{1}{2} m v^2
  • 質量 (mm)
  • 最後的瞬時速度 (vv)
  • 動能 (KEKE)

彈性勢能-EPEEPE (單位 JJ)

PE=12kx2PE = \frac{1}{2} kx^2
  • 彈性勢能 (PEPE)
  • 彈性係數 (kk) 代表彈簧的「硬度」,數值越大表示彈簧越難被拉伸或壓縮。單位是牛頓/公尺 (N/m)
  • 形變量 (xx) 是指彈簧被拉伸或壓縮的距離,必須相對於彈簧的「原長」(平衡位置)來計算。單位是公尺 (m)

能量守恆

最初KE(動能) + 最初PE(彈性勢能) = 最後KE(動能) + 最後PE(彈性勢能) + 機械能的損失\text{最初KE(動能) + 最初PE(彈性勢能) = 最後KE(動能) + 最後PE(彈性勢能) + 機械能的損失}

功率

功率=所轉移的能量所需的時間 \text{功率} = \frac{\text{所轉移的能量}}{\text{所需的時間}}

\downarrow

P=Et P = \frac{E}{t}
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