4 energija sila rad
TRANSCRIPT
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
1/27
KONCEPTENERGIJE
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
2/27
Energija je pojam vezan za svakodnevni ivot (grejanje/hlaenje kao i kretanje).Energija postoji u brojnim oblicima kao: toplotna, mehanika, elektrina, hemijska inuklearna.
ak i masa moe da se posmatra kao energiija. Prema Einsteinovoj relaciji masa je
ekvivalentna energiji ( ).
ZATVOREN SISTEM (kontrolisana masa)
Energija se moe dovoditi ili odvoditi u dva oblika toplota (heat) i rad.
Toplota je prenos energije usled postojanja razlike temperatura u zatvorenom sistemu, udrugim sluajevima to je rad (posledica primene sile na odreenom putu).
OTVOREN SISTEM (kontrolisana zapremina)Energija se moe dovoditi ili odvoditi kao toplota i rad, a moe se prenostiti i masenimprotokom, odnosno energija mase koja protie kroz granice sistema.
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
3/27
Primeri akumulacije energije na makro-nivou
Energija je akumulirana u sistemima na makro- i mikro- nivou.
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
4/27
nivo akumulacije nain akumulacije
Meumolekulski Vibracija molekula Meumolek. veze
Molekulski kretanje
molek.Translacija Rotacija
Unutranje molekulskiVibracija atoma Veze unutar molekula
Spoljanja polja- sprega Elektrina polarizacija Magnetna polarizacija
Atomski Rotacija elektrona- spin Kulonove veze
Nuklearni Nuklearni spin Nuklerane veze
Subnuklearni E=mc^2 Gravitaciono polje
Akumulacija energije na mikro-nivou:
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
5/27
Jam es Presco t t Jou le ( 18 18 - 1 88 9 )
James Wat t (1736-1819)
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
6/27
UEEE pktot
mgZmwmgz2
2
Zgwz 22
Zzz v
UKUPNA ENERGIJA SISTEMA JEDNAKA JE ZBIRU
KINETIKE, POTENCIJALNE I UNUTRANJE ENERGIJE
ODRANJE ENERGIJE
Pri kretanju mase u gravitacionom polju,
totalna visina ostaje konstantna.
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
7/27
22221
211 22 UwmmgzUwmmgz
mgZmw
mgz2
2
21 2211UEEUEE kpkp
U
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
8/27
Deo unutranja energija koja se odnosi nakretanja unutar molekula/atoma naziva se i
osetna energija ( ).Gasovi: energija proporcionalna prosenojbrzini, a ona temperaturi, pa je i unutranjaenergija via na viim temperaturama.Deo unutranje energije koji se odnosi na vezeizmeu molekula koje se raskidaju pri promenifaze naziva se latentna energija (
Isparavanje, topljenje, itd.Deo unutranje energije koji se odnosi na vezeizmeu atoma unutar molekula koje seraskidaju pri hemijskim reakcijama naziva se
hemijska energija (
Statiki oblici energije:nalaze se u sistemu (pomenuti ranije)
Dinamiki oblici energije:ispoljavaju se u energetskim interakcijama nagranicama sistema koji posmatramo (toplota irad).
Kinetika energija molekula mikro nivoNeureena kretanja
Kinetika energija vode makro nivoUreeno kretanje na makro nivou
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
9/27
SILA I RAD
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
10/27
dscosFdsFW
2
1
2
1
Sila moe da deluje na predmet u pravcu pomeraja ili u pravcu pod odrejenim uglom u odnosu na pravacpomeranja
Rad je dejstvo sile na putu. Nain manjanja energije sistema.
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
11/27
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
12/27
ZNAK RADA U JEDAINI ENERGETSKOG BILANSA
Postoje dva naina za definisanje znaka:1. po konvenciji i
2. lokalno.
Pozitivan je rad koji sistem vri na svoju okolinu, a
negativan je rad kojim okolina deluje na sistem
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
13/27
W3 W4
W1+W3=W2+W4+Esistema
Po lokalnoj definicijiradovi koji se unose u sistem nalaze se na suprotnoj stranibilansa u odnosu na radove na izlazu iz sistema.
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
14/27
2
1
21 dXxYW
2
1
21 YYdXW
iii
ii dXYWW
Zamislimo optu silu (oznaenu sa Y) i opti pomeraj(oznaen sa X). Njihovu meusobnu vezu mogue je
izraziti na sledea dva naina:
RAD U GENERALIZOVANIM KOORDINATAMA
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
15/27
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
16/27
2
1
21 dxxFW
k
dFdx
dx
dFk
2
1
21
22
2
1
221
2
1
2
11 FFk
Fk
FdFk
Wk
FWo2
222
RAD SABIJANJA OPRUGE
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
17/27
0
2
1
2
1
2
2
22
1 22
2
1
2
1xx
kxk
dxxkFdxW
x
x
x
x
22
2
2xkWo
22
2
2
1
xFWo
kxFx
F
k
Alternativno, mogue je sledeereenje:
Rad sabijanja opruge
u F-x koordinatama
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
18/27
Torsion springs, whose ends are
rotated in angular deflection,offer resistance to externallyapplied torque. The wire itself issubjected to bending stressesrather than torsional stresses, as
might be expected from thetorsion spring name.
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
19/27
2
1
21 dxxFW LFM
dLdx
2
1
2
1
21
Md
LdL
MW
n
MdnW
0
21 2
MOMENT= PROIZVOD SILE I KRAKA
RAD UVRTANJA OPRUGE
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
20/27
RAD RASTEZANJA OPNE
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
21/27
LF
L
F;FdxdW
2
1
A
AdAW
LdxdW
RAD RASTEZANJA OPNE
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
22/27
ISTEZANJE IPKE
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
23/27
AFA
FFdxdW
ee ;
LddxL
dxd
dVdLAdW ee
d
V
dWenaprezanje
elongacija
RAD ISTEZANJA IPKE
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
24/27
dQEdW
2
1
Q
Q
dQEW
2
1
diEW
didQ
elektrini rad
punjenje baterije
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
25/27
rad ekspanzija gasa
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
26/27
PdVdxAPFdxPdVdW2
1
21
V
V
PdVW
PdVVPsAPdW ii
P=P(V)V=V(P)
RAD PROMENE ZAPREMINE
promena zapremine gasa u cilindru
-
7/31/2019 4 Energija Sila Rad
27/27
Vrsta radaGeneralizovana
sila
Generalizovanipomeraj
Opti rad Y (Dy) dX (Dx) dW=YdX (J)Mehaniki rad F (N) ds (m) dW=F ds (J)
Rad na vratilu M (Nm) d (rad) dW=M d (J)
Rad kompresije(ekspanzije)
P (N/m2) dV (m3) dW=P dV (J)
Rad istezanjaipke e(N/m
2) d (mo)dW/V=ed
(J/m
3
)Rad rastezanjaopne (N/m) dA (m
2) dW= A (J)
Elektrini rad E (V) dQ (C) dW=E dQ (J)