KOŁO MAXWELLA WYKONANIE : Budziak Emilia, Teper Justyna

Prezentacja na temat: "KOŁO MAXWELLA WYKONANIE : Budziak Emilia, Teper Justyna"— Zapis prezentacji:

1 KOŁO MAXWELLA WYKONANIE : Budziak Emilia, Teper Justyna
Gimnazjum nr1 im. Ojca św. Jana Pawła II w Rabie Wyżnej Nauczyciel: Wiesława Wiatrak

2 Jak zmienia się energia potencjalna w energię kinetyczną
Jak zmienia się energia potencjalna w energię kinetyczną? Jakie zachodzą w związku z tym przemiany? Ile pracy w sumie wykonało koło (nie wliczając pracy ujemnej) po 10 pełnych obrotach ?

3 Kto to jest Maxwell James Clerk?

4 Maxwell James Clerk ( ), wybitny szkocki fizyk, profesor uniwersytetu w Aberdeen ( ), Kings College w Londynie ( ) i Cambridge (po 1871), organizator i pierwszy dyrektor Cavendish Laboratory w Cambridge.

5 Autor wybitnych prac teoretycznych dotyczących podstaw elektrodynamiki klasycznej (1864), kinetycznej teorii gazów (1860), optyki i teorii barw ( ) oraz stabilności grawitacyjnej pierścieni Saturna (1859).

6 Co to jest energia? Wielkość określająca stan dowolnego układu fizycznego Wielkość zachowana we wszystkich procesach dla układów izolowanych Określa zdolność układu do wykonywania pracy

7 Energią potencjalną (Ep) nazywamy energię ciała pozostającego w spoczynku. Wyróżniamy dwa rodzaje energii potencjalnej: energię potencjalną grawitacji (ciężkości) - np. ciało podniesione na jakąś wysokość i energię potencjalną sprężystości, np. nakręcony zegarek. Energia kinetyczna wiąże się ze zmianą szybkości ciała. Jest to inny rodzaj energii mechanicznej. Ciała będące w ruchu posiadają energię kinetyczną. Oznacza to, że są one również zdolne do wykonywania pracy, np. lecący pocisk, który uderzy w ścianę, robi w niej otwór. Energia całkowita, to po prostu energia zawierająca wszystkie możliwe jej postacie: kinetyczną, potencjalną ciężkości, potencjalną sprężystości, elektryczną, magnetyczną, chemiczną, jądrową, świetlną (właściwie to też jest forma energii pola elektromagnetycznego)

8 Co to jest praca? Praca to jedna z najważniejszych wielkości mechaniki. Definiuje się ją jako iloczyn skalarny wektora siły działającej na ciało i wektora przesunięcia (pod warunkiem, że przesunięcie jest prostoliniowe, a siła stała podczas przesunięcia.)

9 Opis doświadczenia

10 Materiały Do wykonania doświadczenia potrzebujemy umieszczonej na podstawce (1)ramy o wysokości 40 cm i szerokości 28 cm. Na ramie zawieszone jest na dwóch (2)sznurkach (3)koło o średnicy 12 cm. Rama wykonana jest z metalu, a podstawka i koło z drewna . 2 3 1

11 Wykonanie Nawijamy sznurki na oś koła tak, by wisiało w pobliżu poprzecznej, górnej belki ramki. Uwolnione koło zaczyna opadać coraz szybciej w dół, wirując jednocześnie coraz szybciej wokół osi. Maleje jego energia potencjalna grawitacji, która zamienia się na energię kinetyczną ruchu postępowego i obrotowego.

12 Z podobnym efektem spotykamy się w zabawie z jojo.
Gdy sznurek zostanie całkowicie odwinięty z osi koła, osiąga ono najniższe położenie. Następnie zaczyna poruszać się coraz wolniej w górę, coraz wolniej wirując wokół osi, na którą nawijają się sznurki. Maleje energia kinetyczna koła, która zamienia się na jego energię potencjalną. Z podobnym efektem spotykamy się w zabawie z jojo.

13

14 Film „Koło Maxwella”

15 Wzory Energia potencjalna: ∆Ep=m· g· h Energia kinetyczna:
∆Ek=(m· V2) : 2 Praca: W=F· x Szybkość z Ek V=√2Ek:m m – masa g – grawitacja h – wysokość V – szybkość F – siła x – przemieszczenie √- pierwiastek

16 Epmax=Ekmax ∆E=W Ec=Epmax Epmax=Ep+Ek

17 Obliczenia

18 Dane: h4=8,5cm=0,085m mkoła=60g=0,06kg h5=7,5cm=0,075m g=9,81N/kg

19 Ep=0,06kg*9,81N/kg*0,215m≈0,13J Ep1=0,06kg*9,81N/kg*0.17m≈0,10J Ep2=0,06kg*9,81N/kg*0,145m≈0,09J Ep3=0,06kg*9,81N/kg*0,115m≈0,07J Ep4=0,06kg*9,81N/kg*0,085m≈0,05J Ep5=0,06kg*9,81N/kg*0,075m≈0,04J Ep6=0,06kg*9,81N/kg*0,065m≈0,04J Ep7=0,06kg*9,81N/kg*0,055m≈0,03J Ep8=0,06kg*9,81N/kg*0,045m≈0,03J Ep9=0,06kg*9,81N/kg*0,035m≈0,02J

20 V=√2*0,13/0,06=√4,(3)≈2,08 m/s V1=√2*0,1/0,06=√3,(3)≈1,83 m/s V2=√2*0,09/0,06=√3≈1,73 m/s V3=√2*0,07/0,06=√2,(3)≈1,53 m/s V4=√2*0,05/0,06=√1,(6)≈1,29 m/s V5=√2*0,04/0,06=√1,(3)≈1,15 m/s V6=√2*0,04/0,06=√1,(3)≈1,15 m/s V7=√2*0,03/0,06=√1=1 m/s V8=√2*0,03/0,06=√1=1 m/s V9=√2*0,02/0,06=√0,12≈0,35 m/s

21 W=1,07J W0=0,13J+0,10J=0,23J W1=0,10J+0,09J=0,19J W2=0,09J+0,07J=0,16J

22 Wnioski Koło wprawione w ruch, obraca się coraz szybciej, przez co zmniejsza swoją energie potencjalną, a zwiększa energie kinetyczną . W chwili przejścia energii potencjalnej w energie kinetyczną, Ep=0, a Ek=max dla danego obrotu. Po 10 pełnych obrotach koło wykonało około 1,07J pracy. Na wyniki pomiaru wpływa tarcie nitki o patyczek i strata energii na energię sprężystości sznurka, gdyż nie jest on elastyczny.

23 Niepewność pomiaru Niepewność pomiaru – szerokość przedziału wartości wielkości mierzonej, wewnątrz którego pomiar pozwala z zadowalającym prawdopodobieństwem usytuować wartość tej wielkości. W naszym doświadczeniu używałyśmy przyrządów, dzięki którym mogła wystąpić niepewność pomiaru Waga ± 0,1g Centymetr ± 0,1mm

24 Źródła informacji www.fizyka.zamkor.pl