Hoe jouley te berekenen

Joule (J) is een van de belangrijkste meeteenheden in de internationale eenheden (C). In Joules wordt werk gemeten, energie en de hoeveelheid warmte. Om het eindresultaat in joules te presenteren, werk dan met maateenheden die worden genomen in C. Als andere eenheden van meting in de taak worden gegeven, converteer ze naar eenheden van meting van het internationale systeem van eenheden.

Stappen

Methode 1 van 5:

Berekening van het werk (J)

een. Concept van het werk in de natuurkunde. Als u de doos verplaatst, dan werkt u. Als je de doos opheft, dan werk je. Om het te voltooien werk te worden, is het noodzakelijk om de twee voorwaarden te volgen:

Je brengt constante kracht toe.
Onder de actie van de toegepaste kracht beweegt het lichaam in de richting van geweld.

2. Bereken het werk. Om dit te doen, vermenigvuldig de kracht en afstand (het lichaam is verplaatst). In de C-kracht gemeten in Newton, en de afstand in meters. Als u deze eenheden gebruikt, wordt het ontvangen werk gemeten in Joules.

Bij het oplossen van taken, bepaal de richting van de toegepaste kracht. De doos verhogen, is de kracht gericht op de bodem omhoog, maar als je een doos in je handen neemt en een bepaalde afstand kunt passeren, dan werk je niet - je brengt de kracht toe om niet te vallen, maar onder de actie van deze kracht de doos beweegt niet.

3. Zoek een lichaamsgewicht. Het is noodzakelijk om de kracht te berekenen die u wilt bevestigen om het lichaam te verplaatsen. Overweeg een voorbeeld: bereken het werk dat door de atleet wordt uitgevoerd bij het opheffen (van de vloer naar de borst) de staaf met een gewicht van 10 kg.

Als niet-standaard eenheden van meting in de taak worden gegeven, converteer ze naar eenheden van SI.

4. Bereken de stroom. POWER = Gewicht x versnelling. In ons voorbeeld beschouwen we de versnelling van vrije val, wat 9,8 m / s is. De kracht die moet worden toegepast om de stang omhoog te verplaatsen, is gelijk aan 10 (kg) x 9,8 (m / s) = 98 kg ∙ m / s = 98.

Als het lichaam in een horizontaal vlak beweegt, houdt u niet rekening met de versnelling van vrije val. Misschien moet de taak het berekenen van de kracht die nodig is om wrijving te overwinnen. Als de acceleratie in de taak wordt gegeven, vermenigvuldig het eenvoudig aan dit lichaamsgewicht.

vijf. Meet de afgelegde afstand. In ons voorbeeld gaan we ervan uit dat de balk stijgt tot een hoogte van 1,5 m. (Als er niet-standaard maateenheden in de taak zijn, converteer ze ze in een maateenheid.)

6. Multiply Momentum. Om een staaf te verhogen met een gewicht van 10 kg tot een hoogte van 1,5 m, werkt de atleet gelijk aan 98 x 1,5 = 147 j.

7. Bereken het werk wanneer de stroom in een hoek wordt gericht. Het vorige voorbeeld was vrij eenvoudig: de aanwijzingen van geweld en beweging van het lichaam viel samen. Maar in sommige gevallen wordt kracht onder een hoek naar de bewegingsrichting gericht. Overweeg een voorbeeld: bereken het door het kind gepleegd werk, dat de slee trekt door de afstand van 25 m per touw, met een afwijking van horizontaal bij 30º. In dit geval, de operatie = sterkte x cosinus (θ) x afstand. De hoek θ is de hoek tussen de machtsrichting en de bewegingsrichting.

acht. Zoek een gemeenschappelijke gehechte kracht. In ons voorbeeld gaan we ervan uit dat het kind de sterkte gelijk is aan 10.

Als de taak zegt dat de kracht wordt gericht, of rechts / links, of de richting van de richting van de lichaamsbeweging valt, vervolgens om het werk te berekenen, vermenigvuldigt u eenvoudig de kracht en afstand.

negen. Bereken de juiste kracht. In ons voorbeeld trekt slechts enkele van het totaal van het totaal de slee vooruit. Aangezien het touw is gericht (onder een hoek tot het horizontaal), probeert het andere deel van de totale sterkte de slee op te heffen. Bereken daarom de kracht waarvan de richting samenvalt met de bewegingsrichting.

In ons voorbeeld is de hoek θ (tussen de aarde en het touw) gelijk aan 30º.

cosθ = cos30º = (√3) / 2 = 0,866. Vind deze waarde met behulp van de calculator - als een hoekmeeteenheid in de rekenmachine, stelt u graden in.

Vermenigvuldig een gemeenschappelijke kracht op COSθ. In ons voorbeeld: 10 x 0,866 = 8,66 H is de kracht waarvan de richting samenvalt met de bewegingsrichting.

10. Vermenigvuldig de juiste kracht op de afstand om het werk te berekenen. In ons voorbeeld: 8,66 (n) x 20 (m) = 173.2 j.

Methode 2 van 5:

Energieberekening (J) voor deze macht (W)

een. Kracht en energie. Macht wordt gemeten in watt (W) en kenmerkt de verandering van verandering, transformatie, transformatie of energieverbruik, die wordt gemeten in Joules (J). Om energie (J) voor deze macht (W) te berekenen, moet u de tijdsduur kennen.

2. Voor het berekenen van energie (J) Vermenigvuldig vermogen (W) een tijdje (s). Het apparaat, waarvan de kracht 1 w is, verbruikt 1 J energie voor elke 1 met. We berekenen bijvoorbeeld de energie die wordt geconsumeerd met een gloeilamp met een capaciteit van 60 W gedurende 120 seconden: 60 (W) x 120 (C) = 7200 J

Deze formule is waar voor elke vermogen gemeten in watt, maar is het vaakst van toepassing op de taken met elektriciteit.

Methode 3 van 5:

Berekening van kinetische energie (J)

een. Kinetische energie is de energie van beweging. Het kan worden uitgedrukt in Joules (J).

Kinetische energie is gelijk aan werk uitgevoerd om een vast lichaam tot een bepaalde snelheid te versnellen. Na een bepaalde snelheid te hebben bereikt, blijft de kinetische energie van het lichaam constant totdat deze wordt omgezet in warmte (door wrijving), zwaartekrachtspotentieel energie (bij het rijden tegen de zwaartekracht) of andere soorten energie) of andere soorten energie.

2. Zoek een lichaamsgewicht. Bereken bijvoorbeeld de kinetische energie van de fiets en fietser. De massa van de fietser is 50 kg, en de fietsmassa is 20 kg, dat wil zeggen, de totale massa van het lichaam is 70 kg (overweeg de fiets en fietser als een enkel lichaam, omdat ze in één richting en tegelijkertijd zullen bewegen.

3. Bereken snelheid. Als de snelheid in de taak wordt gegeven, gaat u naar de volgende stap - anders berekent u deze in een van de onderstaande methoden. Houd er rekening mee dat hier de richting van de snelheid kan worden verwaarloosd - stel dat de fietser strikt rijdt in een rechte lijn.

Als de fietser op een constante snelheid (zonder versnelling) reed, meet de afstand (m) en verdeid het voor een tijd (c) uitgegeven aan de doorgang van deze afstand. Dus je krijgt de gemiddelde snelheid.

Als de fietser versnelde, en de snelheid van de versnelling en de bewegingsrichting niet veranderde, dan wordt de snelheid op het moment T berekend met de formule: versnelling X T + initiële snelheid. Tijd wordt gemeten in seconden, snelheid in m / s, versnelling in m / s.

4. Vervangingswaarden in de formule. Kinetische energie = (1/2) MV, waarbij M - Massa, V - snelheid. Bijvoorbeeld, als de fietsernelheid 15 m / s is, dan zijn kinetische energie K = (1/2) (70 kg) (15 m / s) = (1/2) (70 kg) (15 m / s) (15 m / s) = 7875 kg ∙ m / s = 7875 n ∙ m = 7875 j

De formule voor het berekenen van kinetische energie is afgeleid van de definitie van werk (W = FΔ`s) en de kinematische vergelijking (v = v₀ + 2AΔ`s, waarbij Δs - afgelegde afstand).

Methode 4 van 5:

Berekening van de hoeveelheid warmte (J)

een. Zoek een massa verwarmd lichaam. Gebruik hiervoor gebalanceerde of veerschalen. Als het lichaam een vloeistof is, weeg dan eerst de lege container (waarin de vloeistof wordt getrokken) om het te vinden. Het wegen van de vloeistof, aftrek van de resulterende waarde van een massa van een lege container om een massa fluïdum te vinden. Overweeg bijvoorbeeld water met een gewicht van 500 g.

Dat het resultaat wordt gemeten in Joules, moet de massa worden gemeten in gram.

2. Zoek de specifieke lichaamswarmte. Het is te vinden in het leerboek in de chemie, de natuurkunde of op het internet. De specifieke warmtecapaciteit van water is gelijk aan 4,19 j / g.

De specifieke warmtecapaciteit verandert licht met een verandering in temperatuur en druk. In sommige bronnen is bijvoorbeeld de specifieke waterwarmtecapaciteit 4.18 j / g (omdat verschillende bronnen verschillende waarden van "referentietemperatuur" selecteren).

De temperatuur kan in graden op Kelvin of Celsius worden gemeten (omdat het verschil tussen de twee temperatuurwaarden hetzelfde is), maar niet in graden Fahrenheit.

3. Zoek de initiële lichaamstemperatuur. Als het lichaam een vloeistof is, gebruik dan de thermometer.

4. Verwarm het lichaam en vind het de eindige temperatuur. Dus je kunt de hoeveelheid warmte vinden die wordt overgedragen door het lichaam toen hij verwarmd.

Als u een totale energie omgezet in warmte wilt vinden, moet u van mening zijn dat de initiële lichaamstemperatuur gelijk is aan de absolute nul (0 door Kelvin of -273.15 Celsius). Het wordt meestal niet toegepast.

vijf. Verwijder de initiële lichaamstemperatuur van de uiteindelijke temperatuur om een verandering in de lichaamstemperatuur te vinden. Water wordt bijvoorbeeld verwarmd van 15 graden Celsius tot 35 graden Celsius, dat wil zeggen, de verandering in de watertemperatuur is 20 graden Celsius.

6. Vermenigvuldig lichaamsgewicht, zijn specifieke warmte- en lichaamstemperatuurverandering. Formule: H = MCAT, waarbij Δt een verandering in temperatuur is. In ons voorbeeld: 500 x 4,19 x 20 = 41.900

De hoeveelheid warmte wordt soms gemeten in calorieën of cyclories. Calorieën - Dit is de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van 1 gram water voor 1 graden Celsius, Cyclelooria - te verhogen - dit is de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van 1 kg water voor 1 graad Celsius te verhogen. In het bovenstaande voorbeeld zal een toename van de temperatuur van 500 g water voor 20 graden Celsius 10.000 calorieën of 10 kcal vereisen.

Methode 5 van 5:

Berekening van elektrische energie (J)

een. Het beschrijft hoe u energiestroom in het elektrische circuit kunt berekenen. Een praktisch voorbeeld wordt gegeven op basis waarvan de fysieke taken kunnen worden opgelost. Om te beginnen berekenen we de kracht volgens de formule p = i x r, waar ik de huidige (A), R-Son-resistentie (OM) is. U vindt kracht (W), waarmee u energie (J) kunt berekenen (zie het tweede hoofdstuk).

2. Neem de weerstand. De weerstandswaarde van de weerstand wordt aangeduid met het nummer of het label in de vorm van een kleurstrook. U kunt ook de weerstand van de weerstand bepalen door deze aan te sluiten op een inlaat of multimeter. Neem bijvoorbeeld een weerstand met een weerstand van 10 ohm.

3. Sluit de weerstand aan op de huidige bron. Gebruik hiervoor krokodilklemmen of een experimentele standaard met een elektrische keten.

4. Gedurende een bepaalde tijd door het circuit, sla dan de stroom over. Doe het bijvoorbeeld binnen 10 s.

vijf. Bepaal de huidige sterkte. Gebruik hiervoor een ampèremeter of multimeter. De stroom is bijvoorbeeld 100 mA = 0,1 a.

6. Bereken de vermogen (W) door de formule p = i x r. In ons voorbeeld: p = 0,1 x 10 = 0,01 x 10 = 0,1 W = 100 MW

7. Vermenigvuldig vermogen en tijd om energie te vinden (J). In ons voorbeeld: 0,1 (W) x 10 (s) = 1 j.

Aangezien 1 Joule een lichte waarde is, is de kracht van elektrische apparaten aangegeven in watt, millivatts en kilowatt, dan in de behuizing en gemeenschappelijke bol, wordt energie meestal gemeten in kilowatt-uren. Als 1 W = 1 J / S, dan 1 j = 1 W ∙ C- Als 1 kW = 1 KJ / S, dan 1 KJ = 1 kW ∙ s. Sinds 1 h = 3600 s, dan 1 kWh ∙ H = 3600 kW ∙ C = 3600 KJ = 3600000 J.

Tips

In Si wordt energie en werk ook gemeten in Ergakh. 1 Erg = 1 Dina (Force Measing Unit) x 1 cm. 1 J = 10000000 ERG.

Waarschuwingen

Joule en Newton Meter zijn werkeenheden. Meet in Joules energie en werk perfect wanneer het lichaam in een rechte lijn beweegt. Als het lichaam draait, wordt de meting van meting Newton-meter toegepast.