محاسبه گرمای اصطکاک
سؤال
محاسبه گرمای اصطکاک
برای بالا بردن قطعه‌ای به جرم ۲ کیلوگرم روی یک سطح شیبدار دارای اصطکاک مانند شکل زیر، ۲۰ نیوتن نیرو اعمال کرده‌ایم. در اثر این کار، چقدر گرما روی سطح شیبدار ایجاد شده است؟ (جسم به آرامی روی سطح شیبدار کشیده شده است. شتاب گرانش زمین را ۱۰ نیوتن بر کیلوگرم در نظر بگیرید.)
جواب
محاسبه گرمای اصطکاک
۱-خلاصه نویسی:
ارتفاع سطح شیبدار= ۴متر
طول سطح شیبدار = ۸ متر
جرم سنگ = ۲ کیلوگرم
نیروی اعمال شده = ۲۰ نیوتن
شتاب گرانش زمین = ۱۰ نیوتن بر کیلوگرم
گرمای حاصل از اصطکاک = ؟
۲-معادله یا فرمول
انرژی مصرفی، برابر کار انجام شده هنگام کشیدن جسم روی سطح شیبدار است:
انرژی مصرفی = کار انجام شده = نیرو x جابجایی
همچنین، بنابر قانون پایستگی انرژی، انرژی مصرف شده برابر است با جمع انرژی پتانسیل گرانشی ذخیره شده و گرمای ایجاد شده
انرژی مصرفی = انرژی پتانسیل گرانشی ذخیره شده + گرمای ایجاد شده
انرژی پتانسیل گرانشی =جرم x شتاب جاذبه x ارتفاع
۳-مقایسه یکاها:
همه‌ی یکاها استاندارد هستند بنابراین نیازی به تبدیل واحد نیست.
۴-جایگزینی معلومات (انرژی مصرفی):
انرژی مصرفی = کار = نیرو x جابجایی = 20 * 8
۵-پیدا کردن مجهول مسئله (انرژی مصرفی):
انرژی مصرفی= 160ژول
۴-جایگزینی معلومات (انرژی پتانسیل):
انرژی پتانسیل گرانشی =جرم x شتاب جاذبه x ارتفاع = 2 * 10 * 4
۵-پیدا کردن مجهول مسئله (انرژی پتانسیل):
انرژی پتانسیل = 80 ژول
۴-جایگزینی معلومات (گرما):
انرژی مصرفی = انرژی پتانسیل + گرمای ایجاد شده
160 = 80 + گرما
۵-پیدا کردن مجهول مسئله (گرما):
گرما = 160 منهای 80 = 80 ژول
سؤالی درباره این مطلب دارید؟
پرسش‌های کاربران