Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 15. 08. 2021 15:52 — Editoval Prvočíslo (15. 08. 2021 16:03)

Prvočíslo
Příspěvky: 418
Pozice: Student
Reputace:   
 

Změna vnitřní energie a práce

Dobrý den,

mám těleso, které má vzhledem k zemi kinetickou energii [mathjax]E_\mathrm k[/mathjax] a vlivem tření se po nějaké době zastaví a urazí dráhu [mathjax]s[/mathjax], přičemž zemi a těleso bereme jako izolovanou soustavu. Vím, že vnitřní energii můžu měnit konáním práce, takže třecí síla vykoná práci [mathjax]W=-F_\mathrm ts[/mathjax] čili [mathjax]\Delta U=|W|[/mathjax], o tuto hodnotu se změnila vnitřní energie země, ale i toho tělesa, čili celková vnitřní energie soustavy se zvětšila o [mathjax]2\Delta U[/mathjax]. Vždy stejně naroste oboum tělesům i v jiných případech vnitřní energie o stejnou hodnotu?

Mohl bych si ale také říci, že na počátku měla země vnitřní energii [mathjax]U_1[/mathjax] a "třecí energii" [mathjax]F_\mathrm ts[/mathjax] a na konci měla jenom vnitřní energii [mathjax]U_2[/mathjax], takže podle zákona zachování energie platí [mathjax]F_\mathrm ts+U_1=U_2[/mathjax] čili opět [mathjax]\Delta U=F_\mathrm ts[/mathjax].

Těleso ale samozřejmě ztratilo kinetickou energii, takže také platí, že [mathjax]\Delta U=|\Delta E_\mathrm k|[/mathjax].

Jsou všechny mé úvahy správné?

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) Prvočíslo)

#2 15. 08. 2021 17:49

Richard Tuček
Místo: Liberec
Příspěvky: 1047
Reputace:   18 
Web
 

Re: Změna vnitřní energie a práce

Pokud se těleso vlivem tření zastaví, znamená to, že vykonalo práci proti třecí síle a kinetická energie se změnila v teplo. Tím se zahrálo těleso i podložka.
Došlo k disipaci energie, protože to teplo již nelze přeměnit  zpět v kinetickou energii.

Offline

 

#3 15. 08. 2021 22:01

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 4865
Reputace:   125 
 

Re: Změna vnitřní energie a práce

Prvočíslo napsal(a):

Jsou všechny mé úvahy správné?

Né, to nejsou, [mathjax]2\Delta U[/mathjax] je úplný nesmysl...

Offline

 

#4 16. 08. 2021 17:40

Prvočíslo
Příspěvky: 418
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Změna vnitřní energie a práce

↑ MichalAld: A proč? Já mám totiž zmatek v tom, že když je zadána nějaká úloha na podobné téma, tak se vždy ptají, o kolik se zvětšila vnitřní energie třeba auta a země. Tím je myšleno, o kolik se zvětšila vnitřní energie auta a země dohromady, anebo je tím myšleno, o kolik se zvětšila vnitřní energie země a auta zvlášť, přičemž je to formulováno takto, protože oboum se zvětšila o stejnou hodnotu? Jak to je?

Offline

 

#5 16. 08. 2021 23:40

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 4865
Reputace:   125 
 

Re: Změna vnitřní energie a práce

Je to myšleno dohromady. Nelze nějak jednoduše určit, jakou část tepla pohltí auto a jakou země. To záleží na spoustě detailů.

Offline

 

#6 17. 08. 2021 16:14 — Editoval Prvočíslo (17. 08. 2021 16:22)

Prvočíslo
Příspěvky: 418
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Změna vnitřní energie a práce

↑ MichalAld:

Takže já vlastně počítám v podobných příkladech s energií celé soustavy. Čili v tom mém příkladě si mohu říci, že na začátku měla soustava energii [mathjax]E_{\mathrm k1}+U_1[/mathjax], kde [mathjax]U_1 [/mathjax] je tedy vnitřní energie země i tělesa dohormady, a na konci má energii  [mathjax]E_{\mathrm k2}+U_2[/mathjax], takže [mathjax]\Delta U=-\Delta E_\mathrm k[/mathjax].

[mathjax]\Delta U[/mathjax] je ale také rovno vykonané práci, ale jaké? Protože když budu mít těleso, které klouže po nakloněné rovině, tak celková práce, která na něm byla vykonána je rovna [mathjax]W=F_Gs(\sin \alpha-f\cos \alpha)[/mathjax], zatímco třecí síla vykonala pouze práci [mathjax]W=-F_Gfs\cos \alpha[/mathjax]. Jaká z těch prací změnila tu vnitřní energii soustavy? Ta té třecí síly? Nebo celková práce, která byla v soustavě vykonána?

Offline

 

#7 17. 08. 2021 19:15

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 4865
Reputace:   125 
 

Re: Změna vnitřní energie a práce

Když už do toho zamontuješ gravitační pole, musíš vzít v úvahu také potenciální energii a její změnu...

Když se mluví o "srážkách" tak se předpokládá, že na sebe ta tělesa nepůsobí silami ... jen v okamžiku té srážky.

Offline

 

#8 18. 08. 2021 13:24 — Editoval Prvočíslo (18. 08. 2021 13:27)

Prvočíslo
Příspěvky: 418
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Změna vnitřní energie a práce

↑ MichalAld:

No tak já bych tu úlohu na té nakloněné rovině řešil třeba pomocí vztahu [mathjax]\Delta E_\mathrm k+\Delta E_\mathrm p+\Delta U=0[/mathjax], ale jde mi o to taky z pohledu těch prací.

Když se mluví o "srážkách" tak se předpokládá, že na sebe ta tělesa nepůsobí silami ... jen v okamžiku té srážky.

Tady moc nerozumím, co těmi "srážkami" myslíte. To myslíte tak, že když to těleso klouže po té nakloněné rovině, tak beru v potaz pouze třecí sílu a složku tíhové síly, která je rovnoběžná s trajektorií tělesa, v úvahu neberu? Nebo jak to myslíte?

Offline

 

#9 24. 08. 2021 11:51 — Editoval Prvočíslo (24. 08. 2021 11:59)

Prvočíslo
Příspěvky: 418
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Změna vnitřní energie a práce

Podle prvního termodynamického zákona je přírustek vnitřní energie soustavy [mathjax]\Delta U=Q+W[/mathjax], v tom mém příkladě na nakloněné rovině je [mathjax]Q[/mathjax] nulové, jde o izolovanou soustavu nakloněná rovina + těleso, takže [mathjax]\Delta U=W=-\Delta E_\mathrm k-\Delta E_\mathrm p[/mathjax]. Protože je [mathjax]W>0[/mathjax], tak na soustavu musely působit nějaké vnější síly, ale jaké?

Na to těleso, které je součástí té soustavy, působí tíhová síla a její složka rovnoběžná s trajektorií tělesa by měla konat práci. Pak je tu ale i třecí síla, ale ta vzniká mezi těmi tělesy v té soustavě, takže nevím, zda jí mám zařadit do té práce. Na druhou stranu ta obě tělesa se zahřejí právě díky té třecí síle. Jak to tedy je? V tomto mám zmatek a nikde na internetu jsem nenašel žádnou odpověď.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson