4 Energija Sila Rad

7/31/2019 4 Energija Sila Rad

1/27

KONCEPTENERGIJE


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.


3/27

Primeri akumulacije energije na makro-nivou

Energija je akumulirana u sistemima na makro- i mikro- nivou.


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:


5/27

Jam es Presco t t Jou le ( 18 18 - 1 88 9 )

James Wat t (1736-1819)


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.


7/27

22221

211 22 UwmmgzUwmmgz

mgZmw

mgz2

2

21 2211UEEUEE kpkp

U


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


9/27

SILA I 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.


11/27


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


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.


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


15/27


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


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


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.


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


20/27

RAD RASTEZANJA OPNE


21/27

LF

L

F;FdxdW

2

1

A

AdAW

LdxdW

RAD RASTEZANJA OPNE


22/27

ISTEZANJE IPKE


23/27

AFA

FFdxdW

ee ;

LddxL

dxd

dVdLAdW ee

d

V

dWenaprezanje

elongacija

RAD ISTEZANJA IPKE


24/27

dQEdW

2

1

Q

Q

dQEW

2

1

diEW

didQ

elektrini rad

punjenje baterije


25/27

rad ekspanzija gasa


26/27

PdVdxAPFdxPdVdW2

1

21

V

V

PdVW

PdVVPsAPdW ii

P=P(V)V=V(P)

RAD PROMENE ZAPREMINE

promena zapremine gasa u cilindru


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)

4 Energija Sila Rad

Documents

Transcript of 4 Energija Sila Rad