Kako izračunati Jouley -

Joule (J) jedna je od najvažnijih mjernih jedinica u međunarodnim jedinicama (C). U JOULES-u se mjeri rad, energija i količina topline. Da bi se predstavio konačni rezultat u džulama, rad sa jedinicama mjere poduzete u C. Ako se u zadatku daju druge jedinice mjerenja, pretvorite ih u mjerne jedinice iz međunarodnog sistema jedinica.

Korake

Metoda 1 od 5:

Izračun rada (J)

jedan. Koncept rada u fizici. Ako pomerite kutiju, onda ćete raditi. Ako podignete kutiju, onda ćete raditi. Da bi se posao završio, potrebno je slijediti dva uvjeta:

Primjenjujete stalnu snagu.
Prema akciji primijenjene sile, tijelo se kreće u smjeru sile.

Slika pod nazivom Izračunajte JULES korak 2

2. Izračunajte posao. Da biste to učinili, pomnožite snagu i udaljenost (tijelo se premjestilo). U prisili C mereno u Newtonu i udaljenosti u metrima. Ako koristite ove jedinice, primljeni radovi mjeriće se u JOULES-u.

Prilikom rješavanja zadataka odredite smjer primijenjene sile. Podizanje kutije, sila je usmjerena iz odozdo prema gore, ali ako unesete kutiju u rukama i prođete određenu udaljenost, a zatim ne radite - primijenite snagu da ne padate, već pod djelovanjem ove sile Kutija se ne pomera.

Slika pod nazivom Izračunajte JULES Korak 3

3. Pronađite tjelesnu težinu. Potrebno je izračunati snagu koju želite priložiti za pomicanje tijela. Razmislite o primer: Izračunajte rad koji je izvršio sportaš prilikom podizanja (sa poda do grudnog koša) štap teži 10 kg.

Ako su u zadatku date nestandardne jedinice mjerenja, pretvorite ih u jedinice SI.

Slika pod nazivom Izračunajte JOULES korak 4

4. Izračunati moć. Snaga = Težina x ubrzanje. U našem primjeru smatramo ubrzanju slobodnog pada, što je 9,8 m / s. Sila koja treba primijeniti za pomicanje šipke, jednaka je 10 (kg) x 9,8 (m / s) = 98 kg ∙ m / s = 98.

Ako se tijelo kreće u vodoravnom ravninu, ne uzimajte u obzir ubrzanje slobodnog pada. Možda će zadatak biti potrebno izračunavanje snage potrebne za prevladavanje trenja. Ako se ubrzanje daje u zadatku, jednostavno ga umnožite u ovu tjelesnu težinu.

Slika pod nazivom Izračunajte JOULES Korak 5

pet. Izmjerite udaljenost putovanja. U našem primjeru pretpostavljamo da se bar porasla na visinu od 1,5 m. (Ako postoje ne-standardne jedinice mjere u zadatku, pretvorite ih u jedinicu mjere.)

Slika pod nazivom Izračunajte JOULE 6 Korak 6

6. Pomnožite zamah. Da bi se podigla štap težak 10 kg do visine od 1,5 m, sportaš će raditi jednaku 98 x 1,5 = 147 J.

Slika pod nazivom Izračunajte JULES korak 7

7. Izračunajte rad kada je snaga usmjerena pod uglom. Prethodni primer bio je prilično jednostavan: upute sile i kretanja tijela poklopile su se. Ali u nekim slučajevima sila se usmjerava pod uglom u smjeru kretanja. Razmislite o primer: Izračunajte posao koji je počinio dete, što sanja sala u udaljenosti od 25 m po konopu, ima odstupanje od horizontalne na 30 °. U ovom slučaju operacija = čvrstoća x kosine (θ) x udaljenost. Kut θ je ugao između smjera sile i smjera kretanja.

Slika pod nazivom Izračunajte JULES korak 8

osam. Pronađite zajedničku priloženu silu. U našem primjeru pretpostavljamo da dijete primjenjuje snagu jednakom 10.

Ako zadatak kaže da se snaga usmjerava, ili desno / lijevo ili njegova smjernica poklapa se s smjerom pokreta tijela, a zatim izračunati rad, jednostavno pomnožite snagu i udaljenost.

Slika pod nazivom Izračunajte JOULES korak 9

devet. Izračunati odgovarajuću silu. U našem primjeru, samo neki od ukupnog ukupnog iznosa povlače saonice naprijed. Budući da se uže usmjerava (pod uglom do vodoravnog), drugi dio ukupne snage pokušava podići sanjke. Stoga izračunajte silu koja se smjer poklapa sa smjerom kretanja.

U našem primjeru kut θ (između zemlje i užeta) jednak je 30 °.

cosθ = cos30º = (√3) / 2 = 0,866. Pronađite ovu vrijednost pomoću kalkulatora - kao jedinicu za mjerenje ugla u kalkulatoru, postavite stupanj.

Pomnožite zajedničku silu na cosθ. U našem primjeru: 10 x 0,866 = 8,66 h sila je čija se smjer poklapa sa smjerom kretanja.

Slika pod nazivom Izračunajte JULES korak 10

10. Pomnožite odgovarajuću silu na daljinu za izračun posla. U našem primjeru: 8,66 (n) x 20 (m) = 173.2 j.

Metoda 2 od 5:

Izračun energije (j) za ovu snagu (W)

jedan. Snaga i energija. Snaga se mjeri u vatima (W) i karakterizira brzinu promjene, transformacije, transformacije ili potrošnje energije koja se mjeri u jouple (J). Da biste izračunali energiju (j) za ovu moć (W), morate znati dužinu vremena.

Slika pod nazivom Izračunajte JOULES korak 12

2. Za izračunavanje energije (j) pomnožite napajanje (w) neko vrijeme. Uređaj, čija snaga iznosi 1 W, troši 1 J energiju za svaku 1 sa. Na primjer, izračunavamo energiju potrošenu žarulju sa kapacitetom od 60 W za 120 sekundi: 60 (w) x 120 (c) = 7200 j

Ova je formula tačna za bilo koju moć izmjerenu u vatima, ali najčešće se odnosi na zadatke koji uključuju električnu energiju.

Metoda 3 od 5:

Izračun kinetičke energije (J)

jedan. Kinetička energija je energija pokreta. Može se izraziti u joulama (j).

Kinetička energija ekvivalentna je radu koji se izvršio za ubrzanje fiksnog tijela do određene brzine. Nakon postizanja određene brzine, kinetička energija tijela ostaje konstantna dok se ne transformiše u toplinu (trenjem), gravitacijskom potencijalnom energijom (prilikom vožnje od gravitacije) ili druge vrste energije.

Slika pod nazivom Izračunajte JOULES korak 14

2. Pronađite tjelesnu težinu. Na primjer, izračunajte kinetičku energiju bicikla i biciklista. Biciklista je 50 kg, a biciklistička masa je 20 kg, odnosno ukupna masa tijela je 70 kg (razmotrite bicikl i bicikliste kao jedno tijelo, jer će se kretati u jednom smjeru i na jednu brzinu).

Slika pod nazivom Izračunajte JOULES korak 15

3. Brzina izračunavanja. Ako je brzina data u zadatku, prijeđite na sljedeći korak - u suprotnom, izračunajte ga u jednoj od donjih metoda. Imajte na umu da se ovdje smjer brzine može zanemariti - štaviše, pretpostavimo da se biciklista strogo vozi u ravnoj liniji.

Ako se biciklista vozi u stalnoj brzini (bez ubrzanja), izmjerite udaljenost (m) i podijelite ga na vrijeme (c) provedeno na prolazu ove udaljenosti. Dakle, dobijate prosječnu brzinu.

Ako se biciklista ubrzala, a brzina ubrzanja i smjer kretanja nisu se promijenili, tada se brzina trenutno T. izračunava formulom: ubrzanje x t + početna brzina. Vrijeme se mjeri u sekundi, brzina u m / s, ubrzanju u m / s.

Slika pod nazivom Izračunajte JOULES korak 16

4. Zamjenske vrijednosti u formuli. Kinetic Energy = (1/2) MV, gdje m - masa, V - brzina. Na primjer, ako je brzina biciklističke brzine 15 m / s, a zatim njegova kinetička energija K = (1/2) (70 kg) (15 m / s) = (1/2) (70 kg) (15 m / s) (15 m / s) (15 m / s) = 7875 kg ∙ m / s = 7875 n ∙ m = 7875 j

Formula za izračunavanje kinetičke energije izvedena je iz definicije radova (W = fδs) i kinematičke jednadžbe (v = v₀ + 2aδs, gdje je Δs - pređena udaljenost).

Metoda 4 od 5:

Izračun količine topline (j)

jedan. Pronađite masu grijanog tijela. Da biste to učinili, koristite uravnotežene ili opružne vage. Ako je tijelo tečno, prvo odmjerite prazan spremnik (u kojem se tečnost povuče) da biste je pronašli. Vaganje tečnosti, odbit je od rezultirajuće vrijednosti mase praznog spremnika za pronalazak mase tekućine. Na primjer, razmotrite vodu težinu 500 g.

Da se rezultat mjeri u džulama, masa treba mjeriti u gramima.

Slika pod nazivom Izračunajte JOULES korak 18

2. Pronađite specifičnu toplinu tijela. Može se naći u udžbeniku u hemiji, fizici ili na Internetu. Specifični toplinski kapacitet vode jednak je 4,19 j / g.

Specifični toplinski kapacitet malo se mijenja promjenom temperature i pritiska. Na primjer, u nekim izvorima, specifični kapacitet vodene toplote je 4,18 j / g (jer različiti izvori odabiru različite vrijednosti "referentne temperature").

Temperatura se može mjeriti u stupnjevima na Kelvinu ili Celzijusu (jer će razlika između dvije temperaturne vrijednosti biti ista), ali ne u stupnjevima Fahrenheit.

Slika pod nazivom Izračunajte JULES korak 19

3. Pronađite početnu tjelesnu temperaturu. Ako je tijelo tečnost, koristite termometar.

Slika pod nazivom Izračunajte JULES korak 20

4. Zagrijte tijelo i pronađite je konačnu temperaturu. Dakle, možete pronaći količinu topline koju je tijelo prenosilo kada se zagrijava.

Ako želite pronaći ukupnu energiju koja se pretvori u toplinu, smatrajte da je početna tjelesna temperatura jednaka apsolutnoj nuli (0 Kelvin ili -273.15 Celsius). Obično se ne primjenjuje.

Slika pod nazivom Izračunajte JOULE KORAK 21

pet. Izbrišite početnu tjelesnu temperaturu sa konačne temperature da biste pronašli promjenu tjelesne temperature. Na primjer, voda se zagrijava sa 15 stepeni Celzijusa do 35 stepeni Celzijusa, odnosno promjena temperature vode je 20 stepeni Celzijusa.

Slika pod nazivom Izračunajte JOULES korak 22

6. Pomnožite tjelesnu težinu, njegova specifična promjena temperature topline i tjelesne temperature. Formula: H = McΔt, gdje je Δt promjena temperature. U našem primjeru: 500 x 4,19 x 20 = 41,900

Količina topline se ponekad mjeri u kalorijama ili ciklusima. Kalorije - Ovo je količina topline potrebna za povećanje temperature 1 grama vode za 1 stepen Cellius, Cyclelooria - ovo je količina topline potrebna za povećanje temperature od 1 kg vode za 1 stupanj Celzijusa. U gornjem primjeru, povećanje temperature od 500 g vode za 20 stepeni Celzijus bit će 10.000 kalorija ili 10 kcal.

Metoda 5 od 5:

Izračun električne energije (J)

jedan. Opisuje kako izračunati protok energije u električnom krugu. Praktični primjer dat je na osnovu kojih se fizički zadaci mogu riješiti. Za početak, izračunavamo snagu prema formuli P = i x R, gdje sam trenutni (a), R -SON otpor (om). Snaga ćete pronaći (W), s kojom možete izračunati energiju (j) (pogledajte drugo poglavlje).

Slika pod nazivom Izračunajte JOULES korak 24

2. Uzmi otpornik. Vrijednost otpornosti otpornika označava se brojem ili oznakom u obliku trake u boji. Takođe možete odrediti otpor otpornika povezivanjem na ulaz ili multimetar. Na primjer, uzmite otpornik sa otporom 10 ohma.

Slika pod nazivom Izračunajte JULES korak 25

3. Priključite otpornik na izvor trenutnog izvora. Da biste to učinili, koristite Crocodile stezaljke ili eksperimentalni postolje sa električnim lancem.

Slika pod nazivom Izračunajte JOULE 6 korak 26

4. Tokom određenog vremena kroz krug preskočite struju. Na primjer, uradite to unutar 10 s.

Slika pod nazivom Izračunajte JOULES korak 27

pet. Odrediti struju snagu. Da biste to učinili, koristite ampermetar ili multimetar. Na primjer, struja je 100 mA = 0,1 a.

Slika pod nazivom Izračunajte JOULE KORAK 28

6. Izračunajte moć (w) formulom P = i x r. U našem primjeru: P = 0,1 x 10 = 0,01 x 10 = 0,1 W = 100 MW

Slika pod nazivom Izračunajte JOULES korak 29

7. Pomnožite moć i vrijeme za pronalaženje energije (J). U našem primjeru: 0,1 (w) x 10 (c) = 1 j.

Budući da je 1 JOULE mala vrijednost, a snaga električnih uređaja naznačena je u vatima, milivatama i kilovatama, zatim u kućištu i komunalnu sferu, energija se obično mjeri u kilovat-satima. Ako je 1 w = 1 j / s, zatim 1 j = 1 w ∙ c- ako 1 kW = 1 kJ / s, zatim 1 kJ = 1 kW ∙ s. Od 1 h = 3600 S, zatim 1 kWh ∙ H = 3600 kW ∙ C = 3600 KJ = 3600000 J.

Savjeti

U SI, energiju i radu se takođe mere u Ergakhu. 1 Erg = 1 Dina (jedinica za mjerenje sile) x 1 cm. 1 J = 10000000 ERG.

Upozorenja

Joule i Newton Meter su jedinice rada. U džulama mjere energiju i rade savršeni kada se tijelo kreće u ravnoj liniji. Ako se tijelo rotira, primjenjuje se mjerna jedinica Newton Meter.