Jak vypočítat Jouley -

Joule (J) je jednou z nejdůležitějších jednotek měření v mezinárodních jednotkách (C). V Joulech se práce měří, energie a množství tepla. Představit konečný výsledek v Joulech, práce s jednotkami měření přijatých v C. Pokud jsou v úloze uvedeny jiné jednotky měření, převeďte je do jednotek měření z mezinárodního systému jednotek.

Kroky

Metoda 1 z 5:

Výpočet práce (J)

jeden. Koncepce práce ve fyzice. Pokud přesunete pole, budete pracovat. Pokud zvednete pole, budete pracovat. Aby byla práce dokončena, je nutné dodržovat dvě podmínky:

Použijte konstantní sílu.
Pod působením aplikované síly se tělo pohybuje ve směru síly.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 2

2. Vypočítat práci. Chcete-li to udělat, vynásobte moc a vzdálenost (tělo se přesunuly). Ve srovnání C měřeno v Newtonu a vzdálenost v metrech. Pokud tyto jednotky používáte, přijatá práce bude měřena v Joules.

Při řešení úkolů určete směr aplikované síly. Zvyšování krabice, síla je zaměřena zdola nahoru, ale pokud vezmete krabici ve svých rukou a předejte určitou vzdálenost, pak nefungujete - použijete moc, abyste nespadli, ale pod akcí této síly Pole se nepohybuje.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 3

3. Najít tělesnou hmotnost. Je nutné vypočítat sílu, kterou chcete připojit k pohybu těla. Zvažte příklad: vypočítat práci prováděnou sportovcem při zvedání (z podlahy k hrudníku) tyč o hmotnosti 10 kg.

Pokud jsou v úloze uvedeny nestandardní jednotky měření, převeďte je do jednotek SI.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 4

4. Vypočítat Power. Power = Hmotnost X Zrychlení. V našem příkladu zvažujeme zrychlení volného pádu, což je 9,8 m / s. Síla, která by měla být použita pro pohyb tyč nahoru, je rovna 10 (kg) x 9,8 (m / s) = 98 kg ∙ m / s = 98.

Pokud se tělo pohybuje v horizontální rovině, neberte v úvahu zrychlení volného pádu. Možná bude úkol vyžadovat výpočet pevnosti nezbytné pro překonání tření. Pokud je zrychlení dáno v úkolu, jednoduše ji vynásobte této tělesné hmotnosti.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 5

Pět. Změřte ujetou vzdálenost. V našem příkladu předpokládáme, že bar stoupá do výšky 1,5 m. (Pokud existují nestandardní jednotky opatření v úloze, převeďte je do měrné jednotky.)

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 6

6. Vynásobte hybnost. Aby se zvýšila tyč o hmotnosti 10 kg do výšky 1,5 m, bude sportovec pracovat rovna 98 x 1,5 = 147 j.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 7

7. Vypočítat práci, když je napájení směrováno pod úhlem. Předchozí příklad byl docela jednoduchý: Pokyny síly a pohyb těla se shodovalo. Ale v některých případech je síla zaměřena na úhel ke směru pohybu. Zvažte příklad: vypočítat práci spáchanou dítětem, které táhne sane po vzdálenosti 25 m za lano, mající odchylku od horizontální při 30 °. V tomto případě operace = síla x cosine (θ) x vzdálenost. Úhel θ je úhel mezi směru síly a směru pohybu.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 8

osm. Najít společnou přiloženou sílu. V našem příkladu předpokládáme, že dítě platí sílu rovnou 10.

Pokud úkol říká, že síla je zaměřena nahoru, nebo vpravo / vlevo, nebo jeho směr se shoduje se směrem pohybu těla, pak vypočítat práci, jednoduše násobit výkon a vzdálenost.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 9

devět. Vypočítat příslušnou sílu. V našem příkladu jen některé z celkových celkových táhne dopředu. Protože lano je zaměřeno nahoru (pod úhlem k horizontální), druhá část celkové pevnosti se snaží zvednout sani. Proto vypočítat sílu, jejíž směr se shoduje se směrem pohybu.

V našem příkladu je úhel θ (mezi zemí a lanem) roven 30 °.

cosθ = cos30º = (√3) / 2 = 0,866. Vyhledejte tuto hodnotu pomocí kalkulačky- jako jednotka měření úhlu v kalkulačce, nastavte stupně.

Vynásobte společnou sílu na cosθ. V našem příkladu: 10 x 0,866 = 8,66 h je síla, jejíž směr se shoduje se směrem pohybu.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 10

10. Vynásobte příslušnou sílu k vzdálenosti pro výpočet práce. V našem příkladu: 8,66 (n) x 20 (m) = 173,2 j.

Metoda 2 z 5:

Výpočet energie (j) pro tuto moc (w)

jeden. Energie a energie. Výkon se měří ve wattech (W) a charakterizuje rychlost změny, transformace, transformace nebo spotřeba energie, která se měří v Joulech (J). Pro výpočet energie (J) pro tuto moc (W) potřebujete znát délku času.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 12

2. Pro výpočet energie (j) násobný výkon (w) na chvíli (y). Zařízení, jejichž výkon je 1 W, spotřebovává 1 J energii pro každou 1 s. Například vypočítáme energii spotřebovanou žárovkou s kapacitou 60 W po dobu 120 sekund: 60 (w) x 120 (c) = 7200 j

Tento vzorec platí pro jakoukoli moc měřenou ve wattech, ale nejčastěji platí pro úkoly zahrnující elektřinu.

Metoda 3 z 5:

Výpočet kinetické energie (J)

jeden. Kinetická energie je energie pohybu. To může být vyjádřeno v Joules (J).

Kinetická energie je ekvivalentní práci prováděné pro urychlení pevného tělesa do určité rychlosti. Po dosažení určité rychlosti zůstává kinetická energie těla konstantní, dokud se transformuje na teplo (třením), gravitační potenciální energii (při jízdě proti gravitaci) nebo jiným typům energie.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 14

2. Najít tělesnou hmotnost. Například vypočítat kinetickou energii kola a cyklisty. Hmotnost cyklisty je 50 kg a motocyklová hmota je 20 kg, to znamená, že celková hmotnost těla je 70 kg (zvažte kolo a cyklista jako jediné tělo, protože se budou pohybovat v jednom směru a při jedné rychlosti).

Obrázek s názvem Vypočítat Joules Krok 15

3. Vypočítat rychlost. Pokud je rychlost dána v úkolu, přejděte na další krok - jinak jej vypočítat v jednom z níže uvedených metod. Vezměte prosím na vědomí, že směr otáčky může být zanedbán - navíc předpokládejme, že cyklista jezdí v přímce.

Pokud cyklista jede konstantní rychlostí (bez zrychlení), změřte vzdálenost (m) a rozdělte ji po dobu (c) vynaložené na průchod této vzdálenosti. Takže dostanete průměrnou rychlost.

Pokud se cyklista zrychlil, a rychlost zrychlení a směr pohybu se nezměnila, pak rychlost v okamžiku, kdy je vypočtena vzorcem: zrychlení x t + počáteční rychlost. Čas se měří v sekundách, rychlost v m / s, zrychlení v m / s.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules Krok 16

4. Náhradní hodnoty ve vzorci. Kinetická energie = (1/2) mV, kde m - hmotnost, v - rychlost. Například, pokud je cyklistická rychlost 15 m / s, pak jeho kinetická energie k = (1/2) (70 kg) (15 m / s) = (1/2) (1/2) (70 kg) (15 m / s) (15 m / s) = 7875 kg ∙ m / s = 7875 n ∙ m = 7875 j

Vzorec pro výpočet kinetické energie je odvozen z definice práce (W = FΔS) a kinematické rovnice (v = V)₀ + 2AδS, kde ΔS - ujetá vzdálenost).

Metoda 4 z 5:

Výpočet množství tepla (J)

jeden. Najít hmotnost vyhřívaného těla. Chcete-li to udělat, použijte vyvážené nebo jarní váhy. Pokud je tělo kapalinou, nejprve vážte prázdnou nádobu (ve které je tekutina vytažena). Vážení kapaliny se odečte od výsledné hodnoty hmotnosti prázdného kontejneru, abyste našli hmotnost tekutiny. Zvažte například vodu o hmotnosti 500 g.

Že výsledek se měří v joulech, hmotnost by měla být měřena v gramech.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 18

2. Najít specifické tělesné teplo. To lze nalézt v učebnici v chemii, fyzice nebo na internetu. Specifická tepelná kapacita vody se rovná 4,19 j / g.

Specifická kapacita tepelně se mírně mění se změnou teploty a tlaku. Například v některých zdrojích specifická kapacita vody je 4,18 j / g (protože různé zdroje vyberte různé hodnoty "referenční teploty").

Teplota může být měřena ve stupních na Kelvinu nebo Celsia (jako rozdíl mezi dvěma teplotami bude stejný), ale ne ve stupních Fahrenheita.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 19

3. Najděte počáteční tělesnou teplotu. Pokud je tělo kapalinou, použijte teploměr.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 20

4. Zahřívejte tělo a najděte si konečnou teplotu. Takže můžete najít množství tepla přenášeného tělem, když se zahřeje.

Pokud chcete najít celkovou energii převedenou na teplo, zvažte, že počáteční tělesná teplota se rovná absolutní nule (0 podle Kelvin nebo -273.15 Celsia). Obvykle se nepoužije.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 21

Pět. Odstraňte počáteční tělesnou teplotu z konečné teploty, abyste našli změnu tělesné teploty. Například voda se zahřívá 15 stupňů Celsia na 35 stupňů Celsia, to znamená, že změna teploty vody je 20 stupňů Celsia.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 22

6. Vynásobte tělesnou hmotnost, jeho specifické změny teploty a tělesné teploty. Vzorec: h = mcAt, kde Δt je změna teploty. V našem příkladu: 500 x 4,19 x 20 = 41,900

Množství tepla je někdy měřeno v kaloriích nebo cyklopolách. Kalorie - to je množství tepla potřebného ke zvýšení teploty 1 gramu vody pro 1 stupeň Celsia, cyklelooria - to je množství tepla potřebného ke zvýšení teploty 1 kg vody pro 1 stupeň Celsia. V příkladu výše, zvýšení teploty 500 g vody pro 20 stupňů bude vyžadovat 10 000 kalorií nebo 10 kcal.

Metoda 5 z 5:

Výpočet elektrické energie (J)

jeden. Popisuje, jak vypočítat energetický tok v elektrickém obvodu. Praktický příklad je uveden na základě které mohou být fyzické úkoly vyřešeny. Chcete-li začít, vypočítáme výkon podle vzorce p = I X R, kde jsem proud (A), Rezistence R -son (OM). Najdete napájení (W), se kterým můžete vypočítat energii (j) (viz druhá kapitola).

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 24

2. Vezměte odpor. Hodnota odporu odporu je označena číslem nebo štítkem ve formě barevného pásu. Můžete také určit odpor rezistoru připojením k vstupu nebo multimetru. Například, udělejte odpor odporem 10 ohmů.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 25

3. Připojte odpor k aktuálnímu zdroji. Chcete-li to udělat, použijte krokodýlí svorky nebo experimentální stojan s elektrickým řetězem.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 26

4. Během určitého času přes okruh přeskočte proud. Například to do 10 s.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 27

Pět. Určete aktuální sílu. Chcete-li to provést, použijte ampérmetr nebo multimetr. Například proud je 100 mA = 0,1 A.

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 28

6. Vypočítejte výkon (W) podle vzorce p = i x r. V našem příkladu: p = 0,1 x 10 = 0,01 x 10 = 0,1 w = 100 mw

Obrázek s názvem Vypočítat Joules krok 29

7. Vynásobte moc a čas najít energii (j). V našem příkladu: 0,1 (w) x 10 (c) = 1 j.

Vzhledem k tomu, že 1 Joule je mírná hodnota, a síla elektrických spotřebičů je indikována ve Watts, Milivatts a kilowatts, pak v pouzdru a komunální sféře, energie je obvykle měřena v kilowatthodinách. Pokud 1 w = 1 J / S, pak 1 J = 1 W ∙ C- IF 1 kW = 1 KJ / S, pak 1 kJ = 1 kW ∙ S. Od 1 h = 3600 S, pak 1 kWh ∙ H = 3600 kW ∙ C = 3600 kJ = 3600000 j.

Tipy

V SI, energii a práci se také měří v Ergakh. 1 ERG = 1 DINA (jednotka pro měření síly) x 1 cm. 1 j = 10000000 erg.

Varování

Joule a Newton Meter jsou jednotky práce. V Joulech měří energii a pracovat perfektní, když se tělo pohybuje v přímce. Pokud se tělo otáčí, použije se jednotka měřiče newtonů.