Mehanika - dinamika Rad i energija

Similar documents
Impuls sile i količina gibanja

ZANIMLJIV NAČIN IZRAČUNAVANJA NEKIH GRANIČNIH VRIJEDNOSTI FUNKCIJA. Šefket Arslanagić, Sarajevo, BiH

AIR CURTAINS VAZDU[NE ZAVESE V H

Impuls sile i količina gibanja

Red veze za benzen. Slika 1.

Mathcad sa algoritmima

TEORIJA SKUPOVA Zadaci

Temeljni koncepti u mehanici

Asian Journal of Science and Technology Vol. 4, Issue 08, pp , August, 2013 RESEARCH ARTICLE

električna polja gaussov zakon električni potencijal

Fajl koji je korišćen može se naći na

NAPREDNI FIZIČKI PRAKTIKUM II studij Geofizika MODUL ELASTIČNOSTI

ON THE TWO BODY PROBLEM UDC (045)=20. Veljko A. Vujičić

Projektovanje paralelnih algoritama II

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Drumska vozila Uputstvo za izradu vučnog proračuna motornog vozila. 1. Ulazni podaci IZVOR:

Iskazna logika 1. Matematička logika u računarstvu. oktobar 2012

Geometrijski smisao rješenja sustava od tri linearne jednadžbe s tri nepoznanice

Algoritam za množenje ulančanih matrica. Alen Kosanović Prirodoslovno-matematički fakultet Matematički odsjek

INVESTIGATION OF UPSETTING OF CYLINDER BY CONICAL DIES

Uvod u relacione baze podataka

ANALYSIS OF INFLUENCE OF PARAMETERS ON TRANSFER FUNCTIONS OF APERIODIC MECHANISMS UDC Života Živković, Miloš Milošević, Ivan Ivanov

Primena kvalitativnih metoda u fizici u osnovnoj školi

Metrički prostori i Riman-Stiltjesov integral

KLASIFIKACIJA NAIVNI BAJES. NIKOLA MILIKIĆ URL:

Philippe Jodin. Original scientific paper UDC: :519.6 Paper received:

Slika 1. Slika 2. Da ne bismo stalno izbacivali elemente iz skupa, mi ćemo napraviti još jedan niz markirano, gde će

A - pri promeni broja obrtaja: - zapreminski protok se menja sa promenom broja obrtaja ventilatora linearno

Rešenja zadataka za vežbu na relacionoj algebri i relacionom računu

PRIPADNOST RJEŠENJA KVADRATNE JEDNAČINE DANOM INTERVALU

NAPREDNI FIZIČKI PRAKTIKUM 1 studij Matematika i fizika; smjer nastavnički MJERENJE MALIH OTPORA

Hamilton Jacobijeva formulacija klasične mehanike

Elastic - plastic analysis of crack on bimaterial interface

On the instability of equilibrium of a mechanical system with nonconservative forces

INTRODUCTION TO LOW FREQUENCY LOCAL PLASMONS IN BULK EXTRINSIC SEMICONDUCTORS UDC 538.9; Yuri Kornyushin

FIZIKALNA KOZMOLOGIJA VII. VRLO RANI SVEMIR & INFLACIJA

Osobine metode rezolucije: zaustavlja se, pouzdanost i kompletnost. Iskazna logika 4

ANALYTICAL AND NUMERICAL PREDICTION OF SPRINGBACK IN SHEET METAL BENDING

Realizacija i ocjena MPPT algoritama u fotonaponskom sistemu napajanja

BROJEVNE KONGRUENCIJE

MATHEMATICAL ANALYSIS OF PERFORMANCE OF A VIBRATORY BOWL FEEDER FOR FEEDING BOTTLE CAPS

VELOCITY PROFILES AT THE OUTLET OF THE DIFFERENT DESIGNED DIES FOR ALUMINIUM EXTRUSION

MEHANIKA VOšNJE Odsek za puteve, ºeleznice i aerodrome

UVOD U OPĆU FIZIKU. Jadranko Batista. Mostar, 2008.

Hamiltonov princip i parcijalne diferencijalne jednačine

Termodinamika. FIZIKA PSS-GRAD 29. studenog Copyright 2015 John Wiley & Sons, Inc. All rights reserved.

DETERMINATION OF THE EFFECTIVE STRAIN FLOW IN COLD FORMED MATERIAL

STRUCTURAL VEHICLE IMPACT LOADING UDC =111. Dragoslav Stojić #, Stefan Conić

Ksenija Doroslovački KOMBINATORIKA INTERPRETIRANA FUNKCIJAMA I NJIHOVIM OSOBINAMA MASTER RAD. NOVI SAD jun 2008

Zadatci sa ciklusima. Zadatak1: Sastaviti progra koji određuje z ir prvih prirod ih rojeva.

MAGNETIC FIELD OF ELECTRICAL RADIANT HEATING SYSTEM

Najbrži procesi Prenos elektrona Prenos H atoma Prenosi drugih atoma izmedju molekula DNK sinteza. dc dt

KVADRATNE INTERPOLACIJSKE METODE ZA JEDNODIMENZIONALNU BEZUVJETNU LOKALNU OPTIMIZACIJU 1

ANALYSIS OF THE RELIABILITY OF THE "ALTERNATOR- ALTERNATOR BELT" SYSTEM

APPROPRIATENESS OF GENETIC ALGORITHM USE FOR DISASSEMBLY SEQUENCE OPTIMIZATION

Jednadžba idealnog plina i kinetička teorija

LLL Seminari u okviru TEMPUS projekta

DISTRIBUIRANI ALGORITMI I SISTEMI

Modified Zagreb M 2 Index Comparison with the Randi} Connectivity Index for Benzenoid Systems

ODREĐIVANJE DINAMIČKOG ODZIVA MEHANIČKOG SUSTAVA METODOM RUNGE-KUTTA

24. Balkanska matematiqka olimpijada

Kontrolni uređaji s vremenskom odgodom za rasvjetu i klimu

Primjena numeričke metode Runge-Kutta na rješavanje problema početnih i rubnih uvjeta

ZANIMLJIVI ALGEBARSKI ZADACI SA BROJEM 2013 (Interesting algebraic problems with number 2013)

STATIČKA I DINAMIČKA SINERGIJA IZOLACIONIH OSOBINA GASNE SMEŠE SF6/N2

Uvod u analizu (M3-02) 05., 07. i 12. XI dr Nenad Teofanov. principle) ili Dirihleov princip (engl. Dirichlet box principle).

Turingovi strojevi Opis Turingovog stroja Odluµcivost logike prvog reda. Lipanj Odluµcivost i izraµcunljivost

Konstrukcija i analiza algoritama

ON A JERK DYNAMICAL SYSTEM II UDC Sonja Gegovska-Zajkova 1, Ljubiša M. Kocic 2

ON ORBITS FOR A PARTICULAR CASE OF AXIAL SYMMETRY

Fraktali - konačno u beskonačnom

POJAVNI OBLICI I PODJELA ENERGIJE

Some Observations on the Topological Resonance Energy of Benzenoid Hydrocarbons*

Thermohemija. Energija. Prvi zakon termodinamike. Entalpija / kalorimetrija

Funkcijske jednadºbe

Hemijska ravnoteža se dostiže kada su: brzina direktne i povratne reakcije jednake i koncentracije reaktanata i proizvoda konstantne

GIBANJE MAGNETA U MAGNETSKOM POLJU

Uvod. Rezonantno raspršenje atomskim jezgrama Veoma precizna mjerenja na energetskoj skali Komplikacije Primjena

USPOREDBA KONCEPTUALNOG RAZUMIJEVANJA U MEHANICI KOD UČENIKA PRVIH I ČETVRTIH RAZREDA GIMNAZIJE

UNIVERZITET U BEOGRADU ELEKTROTEHNIČKI FAKULTET. Mališa Alimpijević

ON SOME ANALOGIES * UDC (075.1) Radu P. Voinea

REVIEW OF GAMMA FUNCTIONS IN ACCUMULATED FATIGUE DAMAGE ASSESSMENT OF SHIP STRUCTURES

An Algorithm for Computation of Bond Contributions of the Wiener Index

Analogne modulacije / Analog modulations

DEVELOPMENT OF MATHEMATICAL MODELS TO PREDICT THE EFFECT OF INPUT PARAMETERS ON FEED RATE OF A RECIPROCATORY TUBE FUNNEL FEEDER

Thursday, November 18, jednoliko gibanje po kružnici

5 th INTERNATIONAL CONFERENCE Contemporary achievements in civil engineering 21. April Subotica, SERBIA

Teorem o reziduumima i primjene. Završni rad

FIZIKALNA SIMULACIJA SUDARA KONKAVNIH KRUTIH TIJELA

CHEMICAL REACTION EFFECTS ON VERTICAL OSCILLATING PLATE WITH VARIABLE TEMPERATURE

NIPP. Implementing rules for metadata. Ivica Skender NSDI Working group for technical standards.

Numerical Inverse Laplace Transform

Dynamic analysis of 2-D and 3-D quasi-brittle solids and structures by D/BEM

MAHOV PRINCIP. Bojan Arbutina student astrofizike Matematičkog fakulteta u Beogradu

NIZOVI I REDOVI FUNKCIJA

Aieksandar R. Despic. Faculty of Technology and Metallurgy, University of Beograd, Beograd, Yugoslavia. Received.January 25, 1983

ISPITIVANJE PIROPATRONA I RAKETNOG MOTORA PILOTSKOG SEDIŠTA

PRELIMINARY COMMUNICATION Influence of chloride ions on the open circuit potentials of chromium in deaerated sulfuric acid solutions

FOCAL LENGTH DETERMINATION FOR THE 60 cm TELESCOPE AT ASTRONOMICAL STATION VIDOJEVICA

A L A BA M A L A W R E V IE W

Transcription:

Mehanika - dinamika Rad i energija IV 1. i 2. nov. 2016.

Rad i energija Pojam energije je jedan od najvažnijih u nauci i tehnici ali se koristi i u svakodnevnom životu. U našoj svakodnevnici taj pojam se obično odnosi na gorivo za pokretanje automobila ili za grejanje, na električnu energiju za osvetljenje i pokretanje uredjaja i aparata, na hranu koju konzumiramo, na Sunčevo zračenje koje nas greje. Te predstave ne odgovaraju u potpunosti fizičkom pojmu energije. Uvodimo One ukazuju pojam samo Rada na to da je neka vrsta goriva neophodna za vršenje rada i da nam u tom smislu obezbedjuju nešto što nazivamo energijom. 2

Rad i energija Fizičke veličine koje su do sada pomenute (brzina, ubrzanje, sila,...) imaju isti smisao u fizici kao i u svakodnevnom životu. Danas ćemo obraditi fizičku veličinu rad, koji u fizici ima smisao često različit od opšte prihvaćenog. Često kažemo da je za obavljanje nekih poslova potrebno izvršiti težak ili veliki rad, kao što je učenje fizike ili držanje velikog tereta u rukama u polju Zemljine teže. Kada u fizici mislimo na fizičku veličinu pod imenom rad onda imamo u vidu da prilikom vršenja rada dolazi do prenosa energije sa tela na telo ili do promene njenog oblika. 3

Rad Rad u svakodnevnom životu predstavlja bilo koji oblik aktivnosti koji zahteva napor mišića ili delovanje mašina. Rad se uvek vrši nekom silom koja deluje na neko telo i pomera ga, pri čemu se pomera i napadna tačka sile. Rad u fizici se uopšteno definiše kao - savladavanje sile na datom putu, - delovanje sile na odreďenom putu. 4

Šta je potrebno da bismo izvršili odreďeni rad? Mora postojati Sila, odreďenog intenziteta i smera, koja deluje na telo, i pomera ga. Fy 5 Fx

Delovanje stalne sile u smeru kretanja tela. Delovanje stalne sile pod uglom θ prema smeru kretanja tela. 6

7

Rad sile stalnog intenziteta A>0 A=0 F (N) A<0 s (m) 8

Rad Ako sila nije konstantna po intenzitetu, već se menja duž puta pomeranja, rad se izražava u diferencijalnom obliku, da=f ds a njegova ukupna vrednost se nalazi preko integralnog računa A= (sabiranjem doprinosa ukupnom radu na beskonačno malim delovima puta) to je površina ispod krive zavisnosti F=f(x). Putanju od A do B rastavimo na N malih odsečaka ( si) tako da je u svakom od njih sila gotovo nepromjenljiva: A 9 F Ti tangencijalna komponenta sile

Rad 2 2 A F dr F d s, dr d s 1 1 Ako se osim intenziteta F menja i smer sile tokom pomeranja tela duž puta ds, neophodno je poznavati i smer sile ugao kao funkciju pomeraja F=f (α(x)), što komplikuje integraciju, tj. nalaženje izvršenog rada. Rad sile F na putanji čestice od tačke 1 do tačke 2: elementari pomak Rad je linijski integral sile duž putanje čestice od početne do krajnje tačke. Merna jedinica = džul (joule), J [A]= J = N m = kg m 2 /s 2 za atomske i subatomske čestice - elektronvolt (ev), energija 10 elektrona ubrzanog razlikom potencijala 1 V, (1 ev = 1,6 10-19 J) vatčas (Wh) rad električne struje (1 Wh = 3600 J) put 2 2 2 x y + z 1 1 1 A F dx F dy F dz

A A 11

Vozilo vrši istu količinu rad pri kretanju bilo kojom stazom, koja vodi od podnožja do vrha planine. Količina rada kojom deluje sila na neki objekat data je jednačinom Work = F * d * cos( Gde je F sila, d je pomeraj a Theta je ugao imeđu sile i vektora pomeraja. 0,45m 12

13 0,45m

A=0 A=mgh A= - mgh A=0 14

A A 15

A V=const, a=0 A A A A A 16

Snaga fizička veličina koja karakteriše brzinu vršenja rada Trenutna snaga je funkcija trenutne brzine tela i sile koja u tom trenutku deluje na telo: 17 P F v P F v cos F, v

18 između tela.

Energija može da ima različite oblike, koji mogu da se transformišu jedan u drugi. OBLICI ENERGIJE Mehanički Kinetička + Potencijalna energija tela E k = energija koju telo poseduje kao posledicu svog kretanja nekom brzinom. E p = energija koju telo poseduje zbog svog položaja prema drugim telima. Nemehanički Električna Hemijska Sunčeva Toplotna Nuklearna 19 Primeri potencijalne energije, zavisno od sile koja deluje na telo: Gravitaciona Elastična Elektrostatička Magnetna

2 2 2 2 dv A F d s ma d s m d s mv dv dt 1 1 1 1 v v 2 2 A mv dv m v dv m 1 1 v v v mv mv 2 2 2 v 2 1 2 2 v1 2 2 Rad sile jednak je promeni kinetičke energije. 20, p=mv- impuls

21

22

23

` A: PE = 40 J (since the same mass is elevated to 4/5-ths height of the top stair) B: PE = 30 J (since the same mass is elevated to 3/5-ths height of the top stair) C: PE = 20 J (since the same mass is elevated to 2/5-ths height of the top stair) D: PE = 10 J (since the same mass is elevated to 1/5-ths height of the top stair) E and F: PE = 0 J (since the same mass is at the same zero height position as shown for the bottom stair). 24

a ->b sa visine b ->a 25

26

27

A j A 28

29

l 30

31

Konzervativne i nekonzervativne sile Nekonzervativne (disipativne) sile su one sile kod kojih rad zavisi od oblika putanje kojom je telo došlo iz početne u konačnu tačku 32 Rad sile trenja zavisi o putu: što je put duži, rad je veći!

F e F i F i F e 33

X=0 X 34

35

36 h

Transformacija energije y 37

1: 1 2: 2 3: 3 38

Održanje energije- slobodan pad 39

40

41 Transformacija energije

42

II Njutnov zakon Brzina promene količine kretanja tela proporcionalna je 43 sili koja na njega deluje i vrši se u pravcu sile.

Izolovani sistem *) Sistem od dva ili više tela koja uzajamno deluju, pri čemu je dejstvo spoljašnjih sila uravnoteženo 44 ili ne postoji, naziva se izolovani (zatvoreni) sistem. (deluju samo unutrašnje sile) Ako na sistem deluju i spoljašnje sile, sistem je neizolovan ili otvoren.

45 (Neizolovani sistem)

46

47

48

49

50

51

Njutnova kolevka, koja stoji na jednom primerku njegovih Principa, (ova popularna igračka demonstrira održanje impulsa i energije) 52

Kako Njutnovo klatno funkcioniše? Uredjaj može objasniti neke od osnovnih principa fizike i mehanike (kao teorije Isaka Njutna, Rene Dekarta i drugih). Njutnova klatna prikazuju princip održanja impulsa (masa puta brzina). Ovaj princip kaže da kada se dva objekta sudare, ukupan impuls pre sudara jednak je ukupnom impulsu objekta posle sudara. Drugim rečima kada je prvo klatno na Njutnovoj kolevci udarilo klatno do sebe, njen impuls nije izgubljen, samo je prebačen na drugo klatno, zatim treće pa četvrto, dok se ne dostigne poslednja kugla. Potvrda održanja impulsa je poslednja lopta kolevke koje se istovremeno skoro isto pokrene u suprotnom pravcu od prve. Ukoliko podignemo dve kugle na jednom kraju kolevke i pustimo, odgovor impulsu će biti dve kugle na suprotnom kraju odbačene u suprotnom smeru. Ovo kontinuirano škljockanje kuglica dokazuje Njutnov zakon o ocuvanju energije, koji kaže da energija ne može biti stvoren ili uništena, već samo može promeni svoj oblik. Njutnova kolevka pokazuje ovaj posledni deo zakona jer pretvara potencijalnu energiju jedne lopte u kinetičku energiju koja se prenosi niz liniju kugli i poslednjoj daje energiju za njihanje. 53