Как да изчислим Jouley

Joule (J) е една от най-важните измервания в международните единици (c). В джоули се измерва работата, енергията и количеството топлина. Да представят крайния резултат в джаулите, работата с мерни единици, взети в C. Ако в задачата са дадени други измервания, да ги преобразуват в единици на измерване от международната система на единици.

Стъпка

Метод 1 от 5:

Изчисляване на работата (J)

един. Концепция за работа във физиката. Ако преместите кутията, тогава ще работите. Ако вдигнете кутията, тогава ще работите. За да бъде завършена работата, е необходимо да се следват двете условия:

Прилагате постоянна сила.
При действието на приложената сила тялото се движи по посока на сила.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 2

2. Изчислете работата. За да направите това, умножете силата и разстоянието (тялото е преместено). В силата на С, измерена в Нютон, а разстоянието в метри. Ако използвате тези единици, получената работа ще бъде измерена в джаула.

Когато решават задачи, определете посоката на приложената сила. Повишаването на кутията, силата е насочена от дъното, но ако вземете кутия в ръцете си и преминете определено разстояние, тогава не работите - приложите силата да не паднете, а под действието на тази сила Кутията не се движи.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 3

3. Намерете телесно тегло. Необходимо е да се изчисли силата, която искате да прикрепите, за да преместите тялото. Помислете за пример: изчислете работата, извършена от спортиста, когато повдигате (от пода до гърдите) прът с тегло 10 кг.

Ако нестандартните звена на измерване са дадени в задачата, ги превръщат в звена на SI.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 4

4. Изчислете властта. Мощност = тегло x ускорение. В нашия пример ние считаме за ускоряване на свободното падане, което е 9.8 m / s. Силата, която трябва да се приложи за преместване на пръчката, е равна на 10 (kg) x 9,8 (m / s) = 98 kg ∙ m / s = 98.

Ако тялото се движи в хоризонтална равнина, не вземайте под внимание ускоряването на свободното падане. Може би задачата ще изисква изчисляване на силата, необходима за преодоляване на триенето. Ако ускорението е дадено в задачата, просто го умножете на това телесно тегло.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 5

пет. Измерване на изминатото разстояние. В нашия пример ние приемаме, че лентата се издига до височина 1,5 m. (Ако в задачата има нестандартни единици за измерване, превърнете ги в единица мярка.Чест

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 6

6. Умножете инерцията. За да се вдигне прът с тегло 10 кг до височина 1,5 m, спортистът ще работи равен на 98 x 1,5 = 147 J.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 7

7. Изчислете работата, когато захранването е насочено под ъгъл. Предишният пример беше доста прост: указанията на силата и движението на тялото съвпаднаха. Но в някои случаи сила е насочена под ъгъл към посоката на движение. Помислете за пример: Изчислете работата, извършена от детето, която дърпа шейна до разстоянието от 25 m на въже, с отклонение от хоризонтално при 30 °. В този случай операцията = сила x cosine (θ) x разстояние. Ъгълът θ е ъгълът между посоката на силата и посоката на движение.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 8

Осем. Намерете обща приложена сила. В нашия пример ние приемаме, че детето прилага сила, равна на 10.

Ако задачата се каже, че силата е насочена нагоре или дясната / лявата, или нейната посока съвпада с посоката на движението на тялото, след това да се изчисли работата, просто умножете силата и разстоянието.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 9

девет. Изчисляване на подходящата сила. В нашия пример само част от общия обем издърпва шейната напред. Тъй като въжето е насочено (под ъгъл към хоризонталата), другата част от общата сила се опитва да вдигне шейната. Следователно изчисли силата, на която посоката съвпада с посоката на движение.

В нашия пример ъгълът θ (между земята и въжето) е равен на 30º.

cosθ = cos30º = (√3) / 2 = 0,866. Намерете тази стойност, като използвате калкулатора - като единица за измерване на ъгъла в калкулатора, зададените степени.

Умножете обща сила на COSθ. В нашия пример: 10 x 0.866 = 8.66 часа е силата, чиято посока съвпада с посоката на движение.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 10

10. Умножете подходящата сила на разстоянието, за да изчислите работата. В нашия пример: 8,66 (n) x 20 (m) = 173.2 j.

Метод 2 от 5:

Изчисляване на енергия (J) за тази сила (W)

един. Власт и енергия. Мощността се измерва във ватове (W) и характеризира степента на промяна, трансформация, трансформация или потребление на енергия, което се измерва в джоули (j). За изчисляване на енергия (J) за тази сила (W), трябва да знаете продължителността на времето.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 12

2. За изчисляване на енергията (J) умножава се (W) за известно време. Устройството, чието силата е 1 W, консумира 1 J енергия за всеки 1 с. Например, изчисляваме енергията, консумирана с електрическа крушка с капацитет 60 W за 120 секунди: 60 (W) x 120 (c) = 7200 j

Тази формула е вярна за всяка енергия, измерена във вата, но най-често се прилага за задачите, включващи електричество.

Метод 3 от 5:

Изчисляване на кинетичната енергия (J)

един. Кинетичната енергия е енергията на движението. Тя може да бъде изразена в джоуи (j).

Кинетичната енергия е еквивалентна на извършената работа за ускоряване на фиксиран орган до определена скорост. След като постигна определена скорост, кинетичната енергия на тялото остава постоянна, докато се трансформира в топлина (чрез триене), гравитационна потенциална енергия (при шофиране срещу гравитация) или други видове енергия.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 14

2. Намерете телесно тегло. Например, изчислете кинетичната енергия на велосипеда и велосипедиста. Касата на велосипедиста е 50 кг, а масата на велосипеда е 20 кг, т.е. общата маса на тялото е 70 кг (помислете за велосипед и велосипедист като едно тяло, тъй като те ще се движат в една посока и при една скорост).

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 15

3. Изчисли скоростта. Ако скоростта е дадена в задачата, преминете към следващата стъпка - иначе, изчислете го в един от методите по-долу. Моля, обърнете внимание, че тук може да се пренебрегне посоката на скоростта - освен това, да предположим, че велосипедистът е яздил строго по права линия.

Ако велосипедистът се движи с постоянна скорост (без ускорение), измерва разстоянието (m) и го разделя за време (в), изразходвано за преминаването на това разстояние. Така получавате средната скорост.

Ако велосипедистът се ускори и скоростта на ускорение и посоката на движение не се променя, тогава скоростта в момента t се изчислява по формулата: ускорение x t + начална скорост. Времето се измерва за секунди, скорост в m / s, ускорение в m / s.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 16

4. Заместващи стойности във формулата. Кинетична енергия = (1/2) mV, където m - маса, v - скорост. Например, ако велосипедистката скорост е 15 m / s, тогава кинетичната си енергия K = (1/2) (70 kg) (15 m / s) = (1/2) (70 kg) (15 m / s) (15 m / s) (15 m / s) (15 m / s) (15 m / s) = 7875 kg ∙ m / s = 7875 n ∙ m = 7875 j

Формулата за изчисляване на кинетичната енергия е получена от определението за работа (W = FΔS) и кинематичното уравнение (V = V₀ + 2Aδs, където δs - изминато разстояние).

Метод 4 от 5:

Изчисляване на количеството топлина (J)

един. Намерете маса от отопляемо тяло. За да направите това, използвайте балансирани или пружини. Ако тялото е течност, първо претеглете празния контейнер (в който се изтегля течността), за да го намерите. Претегляне на течността, приспадане от получената стойност на масата на празен контейнер, за да се намери маса от течност. Например, помислете за претегляне на вода 500 г.

Че резултатът се измерва в джоули, масата трябва да се измерва в грамове.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 18

2. Намерете специфичната топлинна топлина. Тя може да бъде намерена в учебника по химия, физика или в интернет. Специфичният топлинен капацитет на водата е равен на 4.19 j / g.

Специфичният топлинен капацитет се променя леко с промяна в температурата и налягането. Например, в някои източници, специфичният капацитет на водата е 4.18 j / g (тъй като различни източници избират различни стойности на "референтната температура").

Температурата може да бъде измерена в градуси на келвин или по Целзий (тъй като разликата между двете температурни стойности ще бъде същата), но не и в градуси по Фаренхайт.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 19

3. Намерете началната телесна температура. Ако тялото е течност, използвайте термометъра.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 20

4. Загрейте тялото и го намерете крайната температура. Така че можете да намерите количеството топлина, предавано от тялото, когато се нагрява.

Ако искате да намерите пълна енергия, преобразувана в топлина, помислете, че първоначалната телесна температура е равна на абсолютната нула (0 от Kelvin или -273.15 по Целзий). Обикновено не се прилага.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules стъпка 21

пет. Изтрийте първоначалната телесна температура от крайната температура, за да намерите промяна в телесната температура. Например, водата се загрява от 15 градуса по Целзий до 35 градуса по Целзий, т.е. промяната във температурата на водата е 20 градуса по Целзий.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 22

6. Умножете телесното тегло, неговата специфична промяна на температурата и телесната температура. Формула: h = mcΔt, където Δt е промяна на температурата. В нашия пример: 500 x 4.19 x 20 = 41,900

Количеството топлина понякога се измерва в калории или циклореали. Калории - това е количеството на топлината, необходима за увеличаване на температурата на 1 грам вода за 1 градус по Целзий, циклолория - това е количеството топлина, необходима за повишаване на температурата от 1 kg вода за 1 градуса по Целзий. В примера по-горе, увеличаването на температурата от 500 g вода за 20 градуса по Целзий ще изисква 10 000 калории или 10 kcal.

Метод 5 от 5:

Изчисляване на електрическата енергия (J)

един. Той описва как да се изчисли енергийният поток в електрическата верига. Практически пример се дава, въз основа на който физическите задачи могат да бъдат решени. За да започнем, изчисляваме мощността според формулата P = I x R, където I е токът (а), R-есоно съпротивление (OM). Ще намерите сила (W), с която можете да изчислите енергия (J) (вижте втората глава).

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 24

2. Вземете резистор. Стойността на съпротивлението на резистора се обозначава с броя или етикета под формата на цветна лента. Можете също да определите съпротивлението на резистора, като го свържете с всмукване или мултиметър. Например, вземете резистор с устойчивост на 10 ома.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 25

3. Свържете резистора към източника на текущия. За да направите това, използвайте крокодилски скоби или експериментална стойка с електрическа верига.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 26

4. По време на определено време през веригата, пропуснете тока. Например, направете го в рамките на 10 s.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 27

пет. Определя текущата сила. За да направите това, използвайте амперметър или мултиметър. Например, токът е 100 mA = 0.1 a.

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 28

6. Изчислете силата (W) по формулата P = I x R. В нашия пример: p = 0.1 x 10 = 0.01 x 10 = 0.1 w = 100 mw

Изображение, озаглавено Изчислете Joules Step 29

7. Умножете силата и времето за намиране на енергия (J). В нашия пример: 0.1 (W) x 10 (s) = 1 j.

Тъй като 1 джаул е лека стойност, и силата на електрическите уреди е посочена във ватове, миливатки и киловати, след това в жилищната и комуналната сфера, енергията обикновено се измерва в киловатчаса. Ако 1 w = 1 j / s, тогава 1 j = 1 w ∙ c- ако 1 kW = 1 kJ / s, тогава 1 kJ = 1 kW ∙ s. Тъй като 1 h = 3600 s, тогава 1 kWh ∙ h = 3600 kW ∙ c = 3600 kj = 3600000 j.

Съвети

В SI, енергията и работата се измерват и в ergakh. 1 erg = 1 dina (единица за измерване на сила) x 1 cm. 1 J = 10000000 ERG.

Предупреждения

Joule и Newton Meter са единици работа. В джаулите измерват енергията и работата перфектна, когато тялото се движи по права линия. Ако тялото се върти, се прилага единица за измерване Нютон метър.