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
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
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
↑ 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
↑ 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
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
↑ 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
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