Мощность энергия: Работа, мощность, энергия — Физика — Теория, тесты, формулы и задачи

Работа, мощность, энергия — Физика — Теория, тесты, формулы и задачи

Оглавление:

Основные теоретические сведения

Механическая работа

К оглавлению…

Энергетические характеристики движения вводятся на основе понятия механической работы или работы силы. Работой, совершаемой постоянной силой F, называется физическая величина, равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на косинус угла между векторами силы F и перемещения S:

Работа является скалярной величиной. Она может быть как положительна (0° ≤ α < 90°), так и отрицательна (90° < α ≤ 180°). При α = 90° работа, совершаемая силой, равна нулю. В системе СИ работа измеряется в джоулях (Дж). Джоуль равен работе, совершаемой силой в 1 ньютон на перемещении 1 метр в направлении действия силы.

Если же сила изменяется с течением времени, то для нахождения работы строят график зависимости силы от перемещения и находят площадь фигуры под графиком – это и есть работа:

Примером силы, модуль которой зависит от координаты (перемещения), может служить сила упругости пружины, подчиняющаяся закону Гука (Fупр = kx).Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи

Мощность

К оглавлению…

Работа силы, совершаемая в единицу времени, называется мощностью. Мощность P (иногда обозначают буквой N) – физическая величина, равная отношению работы A к промежутку времени t, в течение которого совершена эта работа:

По этой формуле рассчитывается средняя мощность, т.е. мощность обобщенно характеризующая процесс. Итак, работу можно выражать и через мощность: A = Pt (если конечно известна мощность и время совершения работы). Единица мощности называется ватт (Вт) или 1 джоуль за 1 секунду. Если движение равномерное, то:

По этой формуле мы можем рассчитать мгновенную мощность (мощность в данный момент времени), если вместо скорости подставим в формулу значение мгновенной скорости. Как узнать, какую мощность считать? Если в задаче спрашивают мощность в момент времени или в какой-то точке пространства, то считается мгновенная. Если спрашивают про мощность за какой-то промежуток времени или участок пути, то ищите среднюю мощность.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи

КПД – коэффициент полезного действия, равен отношению полезной работы к затраченной, либо же полезной мощности к затраченной:

Какая работа полезная, а какая затраченная определяется из условия конкретной задачи путем логического рассуждения. К примеру, если подъемный кран совершает работу по подъему груза на некоторую высоту, то полезной будет работа по поднятию груза (так как именно ради нее создан кран), а затраченной – работа, совершенная электродвигателем крана.

Итак, полезная и затраченная мощность не имеют строгого определения, и находятся логическим рассуждением. В каждой задаче мы сами должны определить, что в этой задаче было целью совершения работы (полезная работа или мощность), а что было механизмом или способом совершения всей работы (затраченная мощность или работа).

В общем случае КПД показывает, как эффективно механизм преобразует один вид энергии в другой. Если мощность со временем изменяется, то работу находят как площадь фигуры под графиком зависимости мощности от времени:

Кинетическая энергия

К оглавлению.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи ..

Физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости, называется кинетической энергией тела (энергией движения):

То есть если автомобиль массой 2000 кг движется со скоростью 10 м/с, то он обладает кинетической энергией равной Ек = 100 кДж и способен совершить работу в 100 кДж. Эта энергия может превратиться в тепловую (при торможении автомобиля нагревается резина колес, дорога и тормозные диски) или может быть потрачена на деформацию автомобиля и тела, с которым автомобиль столкнулся (при аварии). При вычислении кинетической энергии не имеет значения куда движется автомобиль, так как энергия, как и работа, величина скалярная.

Тело обладает энергией, если способно совершить работу. Например, движущееся тело обладает кинетической энергией, т.е. энергией движения, и способно совершать работу по деформации тел или придания ускорения телам, с которыми произойдёт столкновение.

Физический смысл кинетической энергии: для того чтобы покоящееся тело массой m стало двигаться со скоростью v необходимо совершить работу равную полученному значению кинетической энергии.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи Если тело массой m движется со скоростью v, то для его остановки необходимо совершить работу равную его первоначальной кинетической энергии. При торможении кинетическая энергия в основном (кроме случаев соударения, когда энергия идет на деформации) «забирается» силой трения.

Теорема о кинетической энергии: работа равнодействующей силы равна изменению кинетической энергии тела:

Теорема о кинетической энергии справедлива и в общем случае, когда тело движется под действием изменяющейся силы, направление которой не совпадает с направлением перемещения. Применять данную теорему удобно в задачах на разгон и торможение тела.

Потенциальная энергия

К оглавлению…

Наряду с кинетической энергией или энергией движения в физике важную роль играет понятие потенциальной энергии или энергии взаимодействия тел.

Потенциальная энергия определяется взаимным положением тел (например, положением тела относительно поверхности Земли). Понятие потенциальной энергии можно ввести только для сил, работа которых не зависит от траектории движения тела и определяется только начальным и конечным положениями (так называемые консервативные силы).Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи Работа таких сил на замкнутой траектории равна нулю. Таким свойством обладают сила тяжести и сила упругости. Для этих сил можно ввести понятие потенциальной энергии.

Потенциальная энергия тела в поле силы тяжести Земли рассчитывается по формуле:

Физический смысл потенциальной энергии тела: потенциальная энергия равна работе, которую совершает сила тяжести при опускании тела на нулевой уровень (h – расстояние от центра тяжести тела до нулевого уровня). Если тело обладает потенциальной энергией, значит оно способно совершить работу при падении этого тела с высоты h до нулевого уровня. Работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии тела, взятому с противоположным знаком:

Часто в задачах на энергию приходится находить работу по поднятию (переворачиванию, доставанию из ямы) тела. Во всех этих случаях нужно рассматривать перемещение не самого тела, а только его центра тяжести.

Потенциальная энергия Ep зависит от выбора нулевого уровня, то есть от выбора начала координат оси OY.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи В каждой задаче нулевой уровень выбирается из соображения удобства. Физический смысл имеет не сама потенциальная энергия, а ее изменение при перемещении тела из одного положения в другое. Это изменение не зависит от выбора нулевого уровня.

Потенциальная энергия растянутой пружины рассчитывается по формуле:

где: k – жесткость пружины. Растянутая (или сжатая) пружина способна привести в движение прикрепленное к ней тело, то есть сообщить этому телу кинетическую энергию. Следовательно, такая пружина обладает запасом энергии. Растяжение или сжатие х надо рассчитывать от недеформированного состояния тела.

Потенциальная энергия упруго деформированного тела равна работе силы упругости при переходе из данного состояния в состояние с нулевой деформацией. Если в начальном состоянии пружина уже была деформирована, а ее удлинение было равно x1, тогда при переходе в новое состояние с удлинением x2 сила упругости совершит работу, равную изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком (так как сила упругости всегда направлена против деформации тела):

Потенциальная энергия при упругой деформации – это энергия взаимодействия отдельных частей тела между собой силами упругости.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи

Работа силы трения зависит от пройденного пути (такой вид сил, чья работа зависит от траектории и пройденного пути называется: диссипативные силы). Понятие потенциальной энергии для силы трения вводить нельзя.

Коэффициент полезного действия

К оглавлению…

Коэффициент полезного действия (КПД) – характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Он определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой (формула уже приведена выше).

КПД можно рассчитывать как через работу, так и через мощность. Полезная и затраченная работа (мощность) всегда определяются путем простых логических рассуждений.

В электрических двигателях КПД – отношение совершаемой (полезной) механической работы к электрической энергии, получаемой от источника. В тепловых двигателях – отношение полезной механической работы к затрачиваемому количеству теплоты. В электрических трансформаторах – отношение электромагнитной энергии, получаемой во вторичной обмотке, к энергии, потребляемой первичной обмоткой.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи

В силу своей общности понятие КПД позволяет сравнивать и оценивать с единой точки зрения такие различные системы, как атомные реакторы, электрические генераторы и двигатели, теплоэнергетические установки, полупроводниковые приборы, биологические объекты и т.д.

Из–за неизбежных потерь энергии на трение, на нагревание окружающих тел и т.п. КПД всегда меньше единицы. Соответственно этому КПД выражается в долях затрачиваемой энергии, то есть в виде правильной дроби или в процентах, и является безразмерной величиной. КПД характеризует как эффективно работает машина или механизм. КПД тепловых электростанций достигает 35–40%, двигателей внутреннего сгорания с наддувом и предварительным охлаждением – 40–50%, динамомашин и генераторов большой мощности – 95%, трансформаторов – 98%.

Задачу, в которой нужно найти КПД или он известен, надо начать с логического рассуждения – какая работа является полезной, а какая затраченной.

Закон сохранения механической энергии

К оглавлению.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи ..

Полной механической энергией называется сумма кинетической энергии (т.е. энергии движения) и потенциальной (т.е. энергии взаимодействия тел силами тяготения и упругости):

Если механическая энергия не переходит в другие формы, например, во внутреннюю (тепловую) энергию, то сумма кинетической и потенциальной энергии остаётся неизменной. Если же механическая энергия переходит в тепловую, то изменение механической энергии равно работе силы трения или потерям энергии, или количеству выделившегося тепла и так далее, другими словами изменение полной механической энергии равно работе внешних сил:

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему (т.е. такую в которой не действует внешних сил, и их работа соответственно равна нолю) и взаимодействующих между собой силами тяготения и силами упругости, остается неизменной:

Это утверждение выражает закон сохранения энергии (ЗСЭ) в механических процессах. Он является следствием законов Ньютона.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи Закон сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда тела в замкнутой системе взаимодействуют между собой силами упругости и тяготения. Во всех задачах на закон сохранения энергии всегда будет как минимум два состояния системы тел. Закон гласит, что суммарная энергия первого состояния будет равна суммарной энергии второго состояния.

Алгоритм решения задач на закон сохранения энергии:

  1. Найти точки начального и конечного положения тела.
  2. Записать какой или какими энергиями обладает тело в данных точках.
  3. Приравнять начальную и конечную энергию тела.
  4. Добавить другие необходимые уравнения из предыдущих тем по физике.
  5. Решить полученное уравнение или систему уравнений математическими методами.

Важно отметить, что закон сохранения механической энергии позволил получить связь между координатами и скоростями тела в двух разных точках траектории без анализа закона движения тела во всех промежуточных точках.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи Применение закона сохранения механической энергии может в значительной степени упростить решение многих задач.

В реальных условиях практически всегда на движущиеся тела наряду с силами тяготения, силами упругости и другими силами действуют силы трения или силы сопротивления среды. Работа силы трения зависит от длины пути.

Если между телами, составляющими замкнутую систему, действуют силы трения, то механическая энергия не сохраняется. Часть механической энергии превращается во внутреннюю энергию тел (нагревание). Таким образом энергия в целом (т.е. не только механическая) в любом случае сохраняется.

При любых физических взаимодействиях энергия не возникает и не исчезает. Она лишь превращается из одной формы в другую. Этот экспериментально установленный факт выражает фундаментальный закон природы – закон сохранения и превращения энергии.

Одним из следствий закона сохранения и превращения энергии является утверждение о невозможности создания «вечного двигателя» (perpetuum mobile) – машины, которая могла бы неопределенно долго совершать работу, не расходуя при этом энергии.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи

Разные задачи на работу

К оглавлению…

Если в задаче требуется найти механическую работу, то сначала выберите способ её нахождения:

  1. Работу можно найти по формуле: A = FS∙cosα. Найдите силу, совершающую работу, и величину перемещения тела под действием этой силы в выбранной системе отсчёта. Обратите внимание, что угол должен быть выбран между векторами силы и перемещения.
  2. Работу внешней силы можно найти, как разность механической энергии в конечной и начальной ситуациях. Механическая энергия равна сумме кинетической и потенциальной энергий тела.
  3. Работу по подъёму тела с постоянной скоростью можно найти по формуле: A = mgh, где h – высота, на которую поднимается центр тяжести тела.
  4. Работу можно найти как произведение мощности на время, т.е. по формуле: A = Pt.
  5. Работу можно найти, как площадь фигуры под графиком зависимости силы от перемещения или мощности от времени.

Закон сохранения энергии и динамика вращательного движения

К оглавлению.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи ..

Задачи этой темы являются достаточно сложными математически, но при знании подхода решаются по совершенно стандартному алгоритму. Во всех задачах Вам придется рассматривать вращение тела в вертикальной плоскости. Решение будет сводиться к следующей последовательности действий:

  1. Надо определить интересующую Вас точку (ту точку, в которой необходимо определить скорость тела, силу натяжения нити, вес и так далее).
  2. Записать в этой точке второй закон Ньютона, учитывая, что тело вращается, то есть у него есть центростремительное ускорение.
  3. Записать закон сохранения механической энергии так, чтобы в нем присутствовала скорость тела в той самой интересной точке, а также характеристики состояния тела в каком-нибудь состоянии про которое что-то известно.
  4. В зависимости от условия выразить скорость в квадрате из одного уравнения и подставить в другое.
  5. Провести остальные необходимые математические операции для получения окончательного результата.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи

При решении задач надо помнить, что:

  • Условие прохождения верхней точки при вращении на нити с минимальной скоростью – сила реакции опоры N в верхней точке равна 0. Такое же условие выполняется при прохождении верхней точки мертвой петли.
  • При вращении на стержне условие прохождения всей окружности: минимальная скорость в верхней точке равна 0.
  • Условие отрыва тела от поверхности сферы – сила реакции опоры в точке отрыва равна нулю.

Неупругие соударения

К оглавлению…

Закон сохранения механической энергии и закон сохранения импульса позволяют находить решения механических задач в тех случаях, когда неизвестны действующие силы. Примером такого рода задач является ударное взаимодействие тел.

Ударом (или столкновением) принято называть кратковременное взаимодействие тел, в результате которого их скорости испытывают значительные изменения. Во время столкновения тел между ними действуют кратковременные ударные силы, величина которых, как правило, неизвестна.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи Поэтому нельзя рассматривать ударное взаимодействие непосредственно с помощью законов Ньютона. Применение законов сохранения энергии и импульса во многих случаях позволяет исключить из рассмотрения сам процесс столкновения и получить связь между скоростями тел до и после столкновения, минуя все промежуточные значения этих величин.

С ударным взаимодействием тел нередко приходится иметь дело в обыденной жизни, в технике и в физике (особенно в физике атома и элементарных частиц). В механике часто используются две модели ударного взаимодействия – абсолютно упругий и абсолютно неупругий удары.

Абсолютно неупругим ударом называют такое ударное взаимодействие, при котором тела соединяются (слипаются) друг с другом и движутся дальше как одно тело.

При абсолютно неупругом ударе механическая энергия не сохраняется. Она частично или полностью переходит во внутреннюю энергию тел (нагревание). Для описания любых ударов Вам нужно записать и закон сохранения импульса, и закон сохранения механической энергии с учетом выделяющейся теплоты (предварительно крайне желательно сделать рисунок).Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи

Абсолютно упругий удар

К оглавлению…

Абсолютно упругим ударом называется столкновение, при котором сохраняется механическая энергия системы тел. Во многих случаях столкновения атомов, молекул и элементарных частиц подчиняются законам абсолютно упругого удара. При абсолютно упругом ударе наряду с законом сохранения импульса выполняется закон сохранения механической энергии. Простым примером абсолютно упругого столкновения может быть центральный удар двух бильярдных шаров, один из которых до столкновения находился в состоянии покоя.

Центральным ударом шаров называют соударение, при котором скорости шаров до и после удара направлены по линии центров. Таким образом, пользуясь законами сохранения механической энергии и импульса, можно определить скорости шаров после столкновения, если известны их скорости до столкновения. Центральный удар очень редко реализуется на практике, особенно если речь идет о столкновениях атомов или молекул. При нецентральном упругом соударении скорости частиц (шаров) до и после столкновения не направлены по одной прямой.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи

Частным случаем нецентрального упругого удара может служить соударения двух бильярдных шаров одинаковой массы, один из которых до соударения был неподвижен, а скорость второго была направлена не по линии центров шаров. В этом случае векторы скоростей шаров после упругого соударения всегда направлены перпендикулярно друг к другу.

Законы сохранения. Сложные задачи

К оглавлению…

Несколько тел

В некоторых задачах на закон сохранения энергии тросы с помощью которых перемещаются некие объекты могут иметь массу (т.е. не быть невесомыми, как Вы могли уже привыкнуть). В этом случае работу по перемещению таких тросов (а именно их центров тяжести) также нужно учитывать.

Если два тела, соединённые невесомым стержнем, вращаются в вертикальной плоскости, то:

  1. выбирают нулевой уровень для расчёта потенциальной энергии, например на уровне оси вращения или на уровне самой нижней точки нахождения одного из грузов и обязательно делают чертёж;
  2. записывают закон сохранения механической энергии, в котором в левой части записывают сумму кинетической и потенциальной энергии обоих тел в начальной ситуации, а в правой части записывают сумму кинетической и потенциальной энергии обоих тел в конечной ситуации;
  3. учитывают, что угловые скорости тел одинаковы, тогда линейные скорости тел пропорциональны радиусам вращения;
  4. при необходимости записывают второй закон Ньютона для каждого из тел в отдельности.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи
Разрыв снаряда

В случае разрыва снаряда выделяется энергия взрывчатых веществ. Чтобы найти эту энергию надо от суммы механических энергий осколков после взрыва отнять механическую энергию снаряда до взрыва. Также будем использовать закон сохранения импульса, записанный, в виде теоремы косинусов (векторный метод) или в виде проекций на выбранные оси.

Столкновения с тяжёлой плитой

Пусть навстречу тяжёлой плите, которая движется со скоростью v, движется лёгкий шарик массой m со скоростью uн. Так как импульс шарика много меньше импульса плиты, то после удара скорость плиты не изменится, и она будет продолжать движение с той же скоростью и в том же направлении. В результате упругого удара, шарик отлетит от плиты. Здесь важно понять, что не поменяется скорость шарика относительно плиты. В таком случае, для конечной скорости шарика получим:

Таким образом, скорость шарика после удара увеличивается на удвоенную скорость стены.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи Аналогичное рассуждение для случая, когда до удара шарик и плита двигались в одном направлении, приводит к результату согласно которому скорость шарика уменьшается на удвоенную скорость стены:

Задачи о максимальных и минимальных значениях энергии сталкивающихся шаров

В задачах такого типа главное понять, что потенциальная энергия упругой деформации шаров максимальна, если кинетическая энергия их движения минимальна – это следует из закона сохранения механической энергии. Сумма кинетических энергий шаров минимальна в тот момент, когда скорости шаров будут одинаковы по величине и направлены в одном направлении. В этот момент относительная скорость шаров равна нулю, а деформация и связанная с ней потенциальная энергия максимальна.

Мощность против энергии: принципиальные различия схожих понятий

23 Марта 2018

Алексей Телегин, ведущий блога по источникам питания Keysight Technologies

Мы продолжаем знакомить читателей с материалами, посвященными базовым понятиям и подходам в использовании источников питания (ИП), современным решениям в данной области и уникальным функциям, помогающим решить самые сложные задачи, возникающие при тестировании.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи В этом номере менеджер по развитию бизнеса и ведущий раздела по системам электропитания объединенного блога Keysight Technologies в России Алексей Телегин обсуждает такие фундаментальные понятия, как мощность и энергия.

Энергия становится все более ценным товаром, ведь человечество гораздо быстрее находит способы ее потребления, чем способы воспроизводства. Даже если бы мы были способны добывать или преобразовывать энергию в неограниченных количествах, процессы ее производства и потребления все равно оказывали бы огромное влияние на жизнь всей планеты. Для решения проблемы растущих потребностей необходимы более разумные и эффективные способы использования энергии. Нельзя не отметить, что в ряде отраслей происходит постоянное развитие технологий для решения данной задачи, и компания Keysight Technologies является активным участником этого, безусловно, положительного процесса.

Несмотря на то, что мощность и энергия — фундаментальные понятия, и большинство профессионалов прекрасно понимают различие между ними, я иногда встречаю сотрудников, ошибочно использующих одно из этих слов вместо другого.Мощность энергия: Работа, мощность, энергия - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи Действительно, эти понятия тесно связаны, но все же являются принципиально разными по смыслу.

Итак, начнем с энергии. Вероятно, лучше всего рассматривать ее с точки зрения классической механики движения заряженных частиц. Уравнение кинетической энергии выглядит следующим образом:

Ek = &frac12 × m × v2,

где Ek — энергия частицы, m — масса, а v — скорость. До тех пор, пока эта движущаяся частица не испытывает воздействия, ее энергия остается неизменной. Но что произойдет с частицей под действием внешней силы? Этот вопрос приводит нас к понятию работы. Механическая работа — это мера силы, зависящая от численной величины, направления силы и от перемещения точки. Если эта сила действует в том же направлении, что и перемещение, работа определяется как положительная. Частица получает энергию. Если сила действует в направлении, противоположном перемещению, тогда работа является отрицательной. Энергия частицы уменьшается. Работа выражается следующим образом:

W = Ek2–Ek1,

где Ek1 — энергия частицы до воздействия на нее силы, а Ek2 — энергия частицы после воздействия.

Работа — это количественная мера изменения энергии этой частицы.

Мы подошли к вопросу определения потенциальной энергии. В механике потенциальную энергию можно описать как нечто, что я буду называть возобновляемой силой, приложенной в направлении, противоположном перемещению. В самом типичном случае это будет масса объекта, поднятого на некоторую высоту, на который действует сила тяжести. Это также может быть сила, использованная для растягивания пружины на некоторое расстояние. В случае силы тяжести потенциальную энергию описывает следующая формула:

Ep = m × g × y,

где Ep — потенциальная энергия частицы, m — масса, g — сила тяжести, а y — высота частицы над заданной точкой отсчета. Обратите внимание, что вес — это произведение массы на силу тяжести. Работа, складываемая или вычитаемая (соответственно), — это подъем или опускание частицы на вертикальное расстояние под действием силы тяжести.

Для электричества понятия работы и энергии точно такие же, как и в контексте механики. Известно, что энергию нельзя создать или уничтожить, ее можно только преобразовать из одной формы в другую. Энергию света можно преобразовать в электрическую при помощи фотоэлемента. Электрическую энергию можно преобразовать в механическую при помощи электродвигателя и т. д. Эти процессы не являются эффективными на все 100%, потому что значительная доля исходной энергии преобразуется также в тепловую. Общепринятой мерой энергии являются джоули, которые равны одной ватт-секунде. Чаще всего мы сталкиваемся с этим понятием, когда оплачиваем счета за электроэнергию: сумма в них рассчитывается на основании количества киловатт-часов электроэнергии, которая израсходована с момента выставления предыдущего счета.

Как и в механике, энергию в электрических системах можно сохранять — в частности, в реактивных компонентах (катушках индуктивности и конденсаторах). Энергия в катушке вычисляется по формуле:

E = &frac12× L × I2,

где E — энергия в джоулях, L — индуктивность в генри, а I — сила тока в амперах. Катушка индуктивности хранит свою энергию в магнитном поле. Соответственно, энергия конденсатора определяется по формуле:

E = &frac12× C × V2,

где E — энергия в джоулях, C — емкость в фарадах, а V — электрический потенциал в вольтах. Конденсатор хранит свою энергию в электрическом поле.

Надеюсь, что теперь вы имеете более четкое представление о том, что представляет собой энергия (и работа). Далее необходимо связать эти понятия с мощностью.

Мы знаем, как можно увеличить энергию или, наоборот, уменьшить ее в системе под воздействием совершаемой работы, и установили, что совершенная работа приводит к изменению количества энергии. Но необходимо также знать, в течение какого периода выполнялась работа. Ведь она могла совершаться в течение минуты, дня или года. Мощность является мерой скорости, с которой выполняется работа, и энергии, добавляемой в систему или удаляемой из системы.

Средняя мощность = совершаемая работа/интервал времени.

Когда мы слышим слово «мощность», чаще всего нам в голову приходит мощность в лошадиных силах, которой обладает какой-нибудь автомобиль (по крайней мере, это утверждение справедливо для большинства автолюбителей). Несмотря на то, что чаще всего это понятие используется в отношении механических систем, лошадиная сила все же остается мерой мощности, точно так же, как и электрическая мощность, которую мы потребляем из розеток у себя дома.

Когда-то, еще во времена тепловых двигателей, Джеймс Ватт придумал термин «лошадиная сила» в качестве средства для сравнения своих паровых двигателей с интенсивностью работы, которую может производить лошадь. Механическая работа — это мера силы (фунты), затраченной на перемещение на расстояние (футы). В результате расчета было принято, что лошадь может переместить 550 футо-фунтов за одну секунду, или производить 550 футо-фунтов мощности в секунду.

Электрическая мощность также является мерой работы, выполняемой за единицу времени. Однако в этом случае она перемещает заряд в 1 Кл (кулон) при потенциале в 1 В (вольт) за 1 с (секунду). Обратите внимание, что 1 А (ампер) равен 1 Кл/с. Одна единица электрической мощности равна одному ватту. Подведем итог:

P (ватты) = Q (кулоны) × V (вольты) / t (секунды) = I (амперы) × V (вольты).

Мы говорили о том, что энергия измеряется в ватт-секундах и киловатт-часах. Разделите количество энергии на интервал времени, за который она была использована, и вы получите мощность в ваттах и киловаттах! Какова взаимосвязь между механической и электрической мощностью? Когда появились первые электродвигатели, необходимо было соотнести работу, которую они могли выполнить, с работой тепловых двигателей, которая измерялась в лошадиных силах, где одна лошадиная сила равна 550 футо-фунтов/с. Было определено, что электромотору с КПД, равным 100%, требуется 746 Вт электрической мощности, чтобы произвести одну лошадиную силу механической мощности. Обратите внимание, что оценка работы в лошадиных силах основана на британских единицах измерения физических величин. Мера лошадиной силы на основании метрической системы немного отличается и составляет около 735 Вт.

Итак, теперь вы умеете рассчитывать количество потребляемой мощности электрическими приборами и в лошадиных силах, и в ваттах. В то же время, вы также можете рассчитать мощность двигателя своего автомобиля в ваттах (или киловаттах) вместо лошадиных сил: в наши дни это довольно полезный навык, поскольку мощность в ваттах признается во всем мире, а в лошадиных силах — не везде.

Урок 11. Лекция 11. Работа. Мощность. Энергия. Закон сохранения энергии

Энергетические характеристики движения вводятся на основе понятия механической работы или работы силы.

Если на тело действует сила и тело под действием этой силы перемещается, то говорят, что сила совершает работу.

Механическая работа – это скалярная величина, равная произведению модуля силы, действующей на тело, на модуль перемещения и на косинус угла между вектором силы  и вектором перемещения (или скорости).

A = Fs cos α

Работа является скалярной величиной. Она может быть как положительна (0° ≤ α < 90°), так и отрицательна (90° < α ≤ 180°). При α = 90° работа, совершаемая силой, равна нулю.

В системе СИ работа измеряется в джоулях (Дж). Джоуль равен работе, совершаемой силой в 1 Н на перемещении 1 м в направлении действия силы.

[1 Дж=1 Н·м]

Работа силы, совершаемая в единицу времени, называется мощностью.

Мощность N – физическая величина, равная отношению работы A к промежутку времени t, в течение которого совершена эта работа:

 N=A/t

В Международной системе (СИ) единица мощности называется ватт (Вт). Ватт равен мощности силы, совершающей работу в 1 Дж за время 1 с.

Внесистемная единица мощности 1 л.с.=735 Вт

Связь между мощностью и скоростью при равномерном движении:

N=A/t  так как   A=FScosα      тогда   N=(FScosα)/t, но S/t = v   следовательно

N=Fvcos α

В технике используются единицы работы и мощности:

1 Вт·с = 1 Дж;     1Вт·ч = 3,6·103 Дж;      1кВт·ч = 3,6·106 Дж

Если тело способно совершить работу, то говорят, что оно обладает энергией.

 Механическая энергия тела – это скалярная величина, равная максимальной работе, которая может быть совершена в данных условиях.

Обозначается  Е Единица энергии в СИ  [1Дж = 1Н*м]

Механическая работа есть мера изменения энергии в различных процессах А = ΔЕ.

Различают два вида механической энергии – кинетическая Ек и потенциальная Еp энергия.

Полная механическая энергия тела равна сумме его кинетической и потенциальной энергий

Е = Ек + Еp

Кинетическая энергия – это энергия тела, обусловленная его движением.

Физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости, называется кинетической энергией тела:

Кинетическая энергия – это энергия движения. Кинетическая энергия тела массой m, движущегося со скоростью  равна работе, которую должна совершить сила, приложенная к покоящемуся телу, чтобы сообщить ему эту скорость:

Если тело движется со скоростью , то для его полной остановки необходимо совершить работу

Наряду с кинетической энергией или энергией движения в физике важную роль играет понятиепотенциальной энергии или энергии взаимодействия тел.

Потенциальная энергия – энергия тела, обусловленная взаимным расположением взаимодействующих между собой тел или частей одного тела. 

Понятие потенциальной энергии можно ввести только для сил, работа которых не зависит от траектории движения тела и определяется только начальным и конечным положениями. Такие силы называются консервативнымиРабота консервативных сил на замкнутой траектории равна нулю.

Свойством консервативности обладают сила тяжести и сила упругости. Для этих сил можно ввести понятие потенциальной энергии.

Потенциальная энергия тела в поле силы тяжести (потенциальная энергия тела, поднятого над землёй):

Ep = mgh

Она равна работе, которую совершает сила тяжести при опускании тела на нулевой уровень.

Понятие потенциальной энергии можно ввести и для упругой силы. Эта сила также обладает свойством консервативности. Растягивая (или сжимая) пружину, мы можем делать это различными способами.

Можно просто удлинить пружину на величину x, или сначала удлинить ее на 2x, а затем уменьшить удлинение до значения x и т. д. Во всех этих случаях упругая сила совершает одну и ту же работу, которая зависит только от удлинения пружины x в конечном состоянии, если первоначально пружина была недеформирована. Эта работа равна работе внешней силы A, взятой с противоположным знаком :

где k – жесткость пружины.

Растянутая (или сжатая) пружина способна привести в движение прикрепленное к ней тело, то есть сообщить этому телу кинетическую энергию. Следовательно, такая пружина обладает запасом энергии. Потенциальной энергией пружины (или любого упруго деформированного тела) называют величину

Потенциальная энергия упруго деформированного тела равна работе силы упругости при переходе из данного состояния в состояние с нулевой деформацией.

Если в начальном состоянии пружина уже была деформирована, а ее удлинение было равно x1, тогда при переходе в новое состояние с удлинением x2 сила упругости совершит работу, равную изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком:

Потенциальная энергия при упругой деформации – это энергия взаимодействия отдельных частей тела между собой силами упругости.

Если тела, составляющие замкнутую механическую систему, взаимодействуют между собой только силами тяготения и упругости, то работа этих сил равна изменению потенциальной энергии тел, взятому с противоположным знаком:

A = –(Ep2 – Ep1).

По теореме о кинетической энергии эта работа равна изменению кинетической энергии тел:

A = Ek2 – Ek1

Следовательно   Ek2 – Ek1 = –(Ep2 – Ep1)      или        Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2.

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой силами тяготения и силами упругости, остается неизменной.

Это утверждение выражает закон сохранения энергии в механических процессах. Он является следствием законов Ньютона.

Сумму E = Ek + Ep называют полной механической энергией.

Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих между собой только консервативными силами, при любых движениях этих тел не изменяется. Происходят лишь взаимные превращения потенциальной энергии тел в их кинетическую энергию, и наоборот, или переход энергии от одного тела к другому.

Е = Ек + Еp = const

Закон сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда тела в замкнутой системе взаимодействуют между собой консервативными силами, то есть силами, для которых можно ввести понятие потенциальной энергии.

В реальных условиях практически всегда на движущиеся тела наряду с силами тяготения, силами упругости и другими консервативными силами действуют силы трения или силы сопротивления среды.

Сила трения не является консервативной. Работа силы трения зависит от длины пути.

Если между телами, составляющими замкнутую систему, действуют силы трения, то механическая энергия не сохраняется. Часть механической энергии превращается во внутреннюю энергию тел (нагревание).

Понятие работы в физике. Мощность. Энергия. Физика, 7 класс: уроки, тесты, задания.




Вход



Вход

Регистрация



Начало



Новости



ТОПы



Учебные заведения



Предметы



Проверочные работы



Обновления



Переменка



Поиск по сайту


Отправить отзыв




  • Предметы

  • Физика

  • 7 класс


  1. Работа как физическая величина










  2. Мощность как характеристика работы










  3. Простые механизмы. Рычаг. Наклонная плоскость










  4. Подвижные и неподвижные блоки










  5. Полезная работа. Коэффициент полезного действия










  6. Энергия как физическая величина. Виды энергии









Отправить отзыв

Нашёл ошибку?


Сообщи нам!

Copyright © 2021 ООО ЯКласс

Контакты


Пользовательское соглашение



Контрольная работа по теме «Работа и мощность. Энергия»


Контрольная работа, 7 класс. Тема «Работа и мощность. Энергия».


Вариант 1.


1.      Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым они определяются:


2.     А) Работа                                                         1) Eп=gmh


3.     Б) Мощность                                                   2) A=Fs


4.     В) Потенциальная энергия                            3) M=Fl


5.     Г) Кинетическая энергия                               4) N=A/t


6.     Д) Момент силы                                             5) Ек=mv2/2


2.  Определите работу, которую совершает штангист, поднимая штангу весом 2 кН  на высоту 2 м.


3. Вычистите мощность автомобиля «Жигули», который проходит 100 м. за 6,25 с., развивая тягу 3 кН.


4. Какую силу нужно приложить к концу веревки, чтобы при помощи подвижного блока можно было равномерно поднять груз массой 8 кг?


5. При помощи подвижного блока равномерно поднимают груз на высоту 4 м., прилагая к концу веревки силу 100Н. Определите КПД установки, если масса самого блока равна 2 кг., а масса груза – 16 кг.


6. На машину погрузили 2 одинаковые бочки. Одну бочку погрузили с помощью наклонной плоскости, а вторую подняли вертикально. Равны ли потенциальные энергии бочек, находящихся на машине?


7. Пробковый шарик всплывает под действием выталкивающей силы. Совершается ли при этом работа?





Контрольная работа, 7 класс. Тема «Работа и мощность. Энергия».


Вариант 2.


1.      Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым они определяются:


А) Работа                                                         1) Eп=gmh


Б) Мощность                                                   2) A=Fs


В) Потенциальная энергия                            3) M=Fl


Г) Кинетическая энергия                               4) N=A/t


Д) Момент силы                                             5) Ек=mv2/2


2.  Определите работу буксирного катера, который тянет баржу с одного причала на другой, действуя с силой 5000 Н, расстояние между причалами 1000м.


3. Вычислите мощность Карлсона, который поднимает Малыша массой 30 кг. на крышу дома высотой 20 м. со скоростью 2 м/с.


4. Какую силу нужно приложить к концу веревки, чтобы при помощи неподвижного блока можно было равномерно поднять груз массой 8 кг?


5. При помощи подвижного блока равномерно поднимают груз на высоту 4 м., прилагая к концу веревки силу 100Н. Определите КПД установки, если масса самого блока равна 2 кг., а масса груза – 16 кг.


6. Одинаковы ли кинетические энергии грузового и легкового автомобилей, движущихся со скоростью 60 км/ч?


7. Пробковый шарик всплывает под действием выталкивающей силы. Совершается ли при этом работа?


Физика Работа и мощность. Энергия

Физика 7. Работа и мощность.
Энергия.

§
53. Механическая работа. Единицы измерения
работы.

Механическая работа
— физическая величина, мера действия
силы на тело.

При прямолинейном движении и
действии силы вдоль направления движения
механическая работа силы над телом
равна произведению модуля силы на
пройденный телом путь.

A = FS

Единица измерения работы — 1Джоуль (1Дж):
работа силы в 1Н на пути в 1м.

1Дж = 1Н•м

§
54. Мощность. Единицы измерения мощности.

Мощность — физическая
величина, мера быстроты совершения
работы.

Мощность равна отношению работы,
совершенной силой над телом, ко времени,
за которое эта работа совершена.

Единица измерения мощности — 1Ватт (1Вт):
мощность, при которой за 1с совершается
работа в 1Дж.

1Вт = 1 Дж/с

§
55. Простые механизмы.

Механизм — приспособление
для преобразования силы.

Простые механизмы: рычаг, блок, ворот,
наклонная плоскость, клин, винт.

§
56. Рычаг. Равновесие рычага.

Плечо силы: длина перпендикуляра,
опущенного из точки опоры на линию
действия силы (
— плечи сил).

Опыт: Условие равновесия рычага:

§
57. Момент силы.

Момент силы — физическая
величина, мера взаимодействия.

Момент силы равен произведению модуля
этой силы на ее плечо.

[Н•м]

Рычаг находится в равновесии,
если сумма моментов сил, вращающих его
по часовой стрелке, равна сумме моментов
сил, вращающих его против часовой
стрелке.

Доказательство:

M1
= M2

§
58. Рычаги в технике, быту, природе.

Примеры:

техника: пианино, пишущая машинка,…

быт: ножницы, кусачки,…

природа: смотри рисунок.

§
59. Применение закона рычага к блоку.

Выигрыша в силе нет, так как плечи сил
равны, а значит равны и силы.

Изменяет направление действия силы.

Дает выигрыш в силе в 2 раза, так как
плечо силы F2 в 2
раза больше плеча силы F1,
то есть:

F1= 2 F2

Изменяет направление действия силы.

§
60. Равенство работ при использовании
простых механизмов.

Золотое правило механики.

Золотое правило механики:
Ни один механизм не дает выигрыша
в работе.

Доказательство для рычага.

Пусть рычаг повернулся на угол .

Тогда точка приложения силы F1
прошла путь:,
а точка приложения силы F2
прошла путь:
.

Но тогда:,

или F1S1
= F2S2

А1
= А
2,

то есть работы сил
равны друг другу.

§
61. Коэффициент полезного действия (КПД)
механизма.

Часть произведенной работы при
пользовании механизмами всегда идет
на преодоление силы трения и на перемещение
частей самого механизма. Поэтому полезная
работа (Ап) всегда меньше всей
произведенной работы (АО).

КПД = 
=
%

КПД показывает, в какую часть произведенной
работы механизм преобразует в полезную.

Для любого механизма он всегда меньше
100%.

§
62. Энергия.

Способность тела или системы
тел к совершению работы называется
энергией (греческое,
-
действие, деятельность).

Энергия — общая мера различных форм
движения и взаимодействия.

Совершаемая работа равна изменению
энергии.

Энергия, как и работа, измеряется в
Дж
(Джоулях).

§
63. Потенциальная и кинетическая энергия.

Потенциальной (латинское,
potentia — сила)
энергией
системы тел
называется энергия, которой она обладает
из-за взаимного расположения
взаимодействующих тел этой системы.

Пример: Если считать потенциальную
энергию тела, лежащего на Земле, равной
нулю, то потенциальная энергия тела,
поднятого на высоту h,
равна работе, которую совершит сила
тяжести при падении тела с этой высоты:

Кинетической (греческое,

— приводящий в движение) энергией
тела называется энергия, которой оно
обладает из-за своего движения.

Чем больше скорость и масса тела, тем
больше его кинетическая энергия:

§
64. Превращение одного вида механической
энергии в другой.

Явления природы обычно
сопровождаются превращением
одного вида энергии в
другой.

Задачи

Задачи к уроку 50/14

1.      Космическая ракета при старте с Земли движется вертикально вверх с ускорением a = 25 м/с2. Определите вес космонавта массой m = 100 кг. Ускорение свободного падения считать равным 10 м/с2.

2.      Парашютист, достигнув в затяжном прыжке скорости υ1 = 60 м/с, раскрыл парашют, после чего его скорость за t = 2 с уменьшилась до υ2 = 10 м/с. Чему равен вес парашютиста массой m = 70 кг во время торможения? Ускорение свободного падения считать равным 10 м/с2.

3.      Самолет, двигаясь с постоянной скоростью 720 км/ч, совершает фигуру высшего пилотажа – «мертвую петлю» – радиусом 1000 м. Чему равна перегрузка летчика в верхней точке петли? (g = 10 м/с2).

Задачи д/з к уроку 48/12

1.         Во сколько раз изменится сила Всемирного тяготения, если массу одного тела увеличить в 3 раза, а другого уменьшить в 9 раз?

2.         Во сколько раз изменится сила Всемирного тяготения, если расстояние между телами уменьшить в 5 раз?

3.         С каким ускорением всплывает тело массой 25 кг, если на него действует сила Архимеда 300 Н?

Задачи д/з к уроку 60

1. Почему невозможно, из положения сидя прямо на стуле, встать на ноги, не наклонившись предварительно вперед?

2. Почему однородный прямоугольный кирпич можно положить на край стола, только если с края стола свисает не более половины длины кирпича?

3. Почему вы вынуждены отклоняться назад, когда несете в руках тяжелый груз?

Задачи д/з к уроку 58/7

1. Какова средняя сила давления F на плечо при стрельбе из автомата, если масса пули m = 10 г, а скорость пули при вылете из канала ствола v = 300 м/с? Автомат делает 300 выстрелов в минуту.

2. Для проведения огневых испытаний жидкостный ракетный двигатель закрепили на стенде. С какой силой он действует на стенд, если скорость истечения продуктов сгорания из сопла 150 м/с, а расход топлива за 5 секунд составил 30 кг?

3. Ракета массой 1000 кг неподвижно зависла над поверхностью земли. Сколько топлива в единицу времени сжигает ракета, если скорость истечения продуктов сгорания из ракеты равна 2 км/с?

Солнечная энергия — Power Energy USA

Power Energy USA через свою дочернюю компанию McLaren Solar International теперь будет поставлять солнечную энергию клиентам и предприятиям по всему миру.

Солнечная энергия — это энергия солнца, которая преобразуется в тепловую или электрическую энергию. Солнечная энергия — это самый чистый и самый распространенный возобновляемый источник энергии, а Соединенные Штаты обладают одними из самых богатых ресурсов солнечной энергии в мире. Современные технологии могут использовать эту энергию для различных целей, включая выработку электроэнергии, обеспечение освещения или комфортной внутренней среды, а также нагрев воды для бытового, коммерческого или промышленного использования.

Technology помогает отрасли в увеличении масштабов производства солнечных батарей и снижении затрат на производство и установку. Есть несколько способов использования солнечной энергии: фотоэлектрическая энергия, также называемая солнечной электрической энергией, солнечное отопление и охлаждение, концентрированная солнечная энергия (обычно создаваемая в масштабах коммунального предприятия) и пассивная солнечная энергия.

Первые три представляют собой активные солнечные системы, в которых используются механические или электрические устройства для преобразования солнечного тепла или света в другую форму полезной энергии.Пассивные солнечные здания спроектированы и ориентированы на сбор, хранение и распределение тепловой энергии от солнечного света для поддержания комфорта жителей без использования движущихся частей или электроники. Power Energy USA и McLaren Solar International сосредоточатся на установке активных солнечных систем.

Солнечная энергия — это гибкая энергетическая технология: солнечные электростанции могут быть построены как распределенные генераторы (расположенные в точке использования или рядом с ней) или как центральная станция, солнечная электростанция в масштабе коммунального предприятия (аналогично традиционным электростанциям.)

Аккумуляторная батарея станет важным элементом, который будет использоваться с солнечными системами для хранения энергии, созданной солнцем, для дальнейшего использования. Power Energy USA работает с Verde Research из Хьюстона над разработкой новейшей технологии хранения аккумуляторов, которая будет использоваться вместе с солнечными системами, которые она предоставляет.

Power To Kids — Power Energy USA

Назначение:

Power to Kids, Inc. — некоммерческий поставщик электроэнергии, работающий над сбором средств для детских благотворительных организаций.

Как это работает?

Все пользуются электричеством. Для этой программы мы используем Tri-Eagle Energy в качестве поставщика электроэнергии. Компания Tri-Eagle Energy, расположенная в Вудлендсе, штат Техас, является консервативным, хорошо управляемым и финансово сильным предприятием, основанным в 2002 году, когда регулирование электроэнергетики в Техасе было отменено. Они предлагают конкурентоспособные цены как для частных, так и для коммерческих клиентов.

Владелец дома заходит на сайт Tri-Eagle Energy (по ссылке на сайте некоммерческой организации) и сначала вводит свой почтовый индекс.На портале указан «Веб-код» для некоммерческой организации. Затем частный клиент проверяет свою компанию «Lines and Poles», выбирает тариф и срок для своего дома и продолжает процесс регистрации. Это оно!

Коммерческие клиенты также могут участвовать в программе, но им необходимо напрямую связаться с Power to Kids, Inc., чтобы получить индивидуальные конкурентные расценки.

Каждый месяц часть того, что частный или коммерческий потребитель платит за электроэнергию, направляется некоммерческой организации.Сумма — это фиксированная часть тарифа за киловатт-час. Чем больше используется, тем больше отправляется некоммерческой организации. Поскольку Power to Kids, Inc. также является некоммерческой организацией, любые средства, оставшиеся в конце года после покрытия коммерческих расходов, возвращаются различным организациям, получившим помощь, пропорционально общим средствам, полученным через каждую организацию.

Кто может участвовать?

Любой пользователь электроэнергии, жилой или коммерческий, может участвовать в этой программе.Это могут быть родители, родственники, владельцы бизнеса, друзья — все, кто пользуется электричеством! Они могут даже находиться в разных частях штата (где регулирование электроснабжения не регулируется).

Какие преимущества?

  • Участвующая некоммерческая организация получает стабильный поток дохода в течение всего года, который может увеличиваться месяц за месяцем.
  • Есть больше денег на поддержку программ, в которых нуждаются некоммерческие организации.
  • У сторонников есть безболезненный и непрерывный способ поддерживать некоммерческую организацию.
  • Продажа от двери до двери отсутствует.
  • Нет попытки продать то, что людям не нужно или не нужно.
  • Нет инвентаря для обслуживания, учета или распределения.
  • Потребитель получает конкурентоспособную цену за свою электроэнергию с финансово устойчивой компанией.

Какой программой НЕ является

  • Это НЕ многоуровневый маркетинг. Потребителю не нужно привлекать кого-либо к участию в программе, чтобы некоммерческая организация получила выгоду.
  • Это НЕ приманка и выключатель. Потребитель получает ставку за выбранный срок. В конце срока потребитель может выбрать сменить поставщика и прекратить свое участие в программе или повторно зарегистрироваться и продолжить поддержку некоммерческой организации.
  • Это НЕ обязательная программа. У потребителя есть выбор: участвовать или не участвовать. Выбор полностью за ними.

Отзывы

Недавно решил проверить тарифы на электроэнергию.Мой дом — скромная двухкомнатная квартира, и я чувствовал, что плачу за электроэнергию слишком много — более 14 центов за киловатт-час. Услышав о партнерской программе Power to Kids с Humble ISD, я проверил их расценки, и мне понравилось то, что я увидел. В декабре 2011 я перешел на программу. Я очень доволен результатами. Моя экономия была на 40 процентов по сравнению с моей предыдущей карьерой. В этой программе я получаю пользу, и студенты Humble ISD тоже.

С уважением,
Брюс Бейли, аспирант

Мой контракт на электроэнергию собирался продлить, и меня не устроила предложенная ставка продления.Именно тогда я узнал о партнерской программе Power To Kid от Humble, ISD, и поэтому проверил их оценки. Я рада, что сделала. Я сэкономил более пенни на киловатт-час, от 400 до 500 долларов в год, по лучшей цене, предложенной моим предыдущим поставщиком, И я смог поддержать школу моего внука в процессе. Я рад, что узнал об этой программе, потому что все выигрывают.

С уважением,
Брюс Эшворт Соммерс

Энергия против мощности — Energy Education

Рис. 1. Для подъема ящика требуется определенное количество энергии , независимо от того, как быстро ящик поднимается.Подъем быстрее изменит количество энергии , но не количество энергии . [1]

Energy и power тесно связаны, но не являются одной и той же физической величиной. Энергия — это способность вызывать изменения; power — это скорость перемещения или использования энергии.

Энергия

основная статья

Энергия — это способность создавать изменения, например, создание движения. Задачи (например, поднятие ящика) требуют определенного количества энергии для выполнения.Батарея будет удерживать определенное количество энергии; то же самое будет с определенным количеством топлива, например с едой.

Базовой единицей энергии является джоуль. Это означает, что такая задача, как поднятие ящика на рисунке 1, требует определенного количества джоулей независимо от того, как быстро ящик поднимается.

Мощность

основная статья

Мощность — это скорость использования или передачи энергии. Мощность — это количество энергии, деленное на время, необходимое для ее использования. Его единица измерения — ватт, то есть один джоуль в секунду потребляемой энергии.Циркулярная пила потребляет определенное количество энергии для работы, и от того, как быстро энергия потребляется от батареи, зависит, как долго будет сохраняться ее запасенная энергия.

[математика] P = \ frac {\ Delta E_ {sys}} {\ Delta t} [/ math]

  • P — средняя выходная мощность, измеренная в ваттах (Вт)
  • ΔE sys — чистое изменение энергии системы в джоулях (Дж), также известное как работа.
  • Δt — это продолжительность — сколько времени занимает потребление энергии — измеряется в секундах (с)

Умножение значения мощности на период времени, в течение которого она используется, дает количество энергии .Вот почему киловатт — это единица мощности, а киловатт-час (1 киловатт на 1 час) — это единица энергии.

Задачи (например, поднятие ящика) требуют определенного количества энергии (определенного количества джоулей), но чем быстрее выполняется задача (чем меньше Δt ), тем больше энергии требуется (больше ватт).

Двигатели и бензобаки

Двигатель автомобиля определяет, какую мощность он может выдать (это механическая мощность, часто измеряемая в лошадиных силах, в отличие от тепловой мощности, которая показывает, насколько быстро он сжигает бензин), а количество бензина в бензобаке определяет, сколько энергии двигатель имеет в своем распоряжении.Чем больше количество бензина, тем дольше двигатель может работать без истощения энергии. Чем большую мощность использует двигатель (например, при быстрой езде или при увеличении оборотов двигателя для быстрого ускорения), тем меньше времени хватит химической энергии, доступной в бензине. Вот страница о приемах повышения экономии топлива.

Конденсаторы и батареи

Конденсаторы часто имеют немного энергии, которая может быть разряжена довольно быстро. Это короткое время означает, что они могут иметь довольно высокую мощность даже при небольшом количестве накопленной энергии (например, это полезно для вспышек фотоаппарата).Батареи, с другой стороны, содержат гораздо больше энергии, чем конденсатор, но разряжают эту энергию гораздо медленнее, что означает, что они имеют меньшую выходную мощность.

Аналогия с емкостями для воды

Рисунок 2. Кружка с надписью «Power» имеет больший показатель. В кружке с надписью «Энергия» больше воды. Это изображение показывает, чем отличаются энергия и мощность. У обоих есть вода и расход. [2]

На рис. 2 показана кружка с небольшим количеством воды, которую быстро наливают, и кувшин, в который наливается большее количество воды, медленнее.Кружка подает больше воды за заданный промежуток времени, но общее количество доставленной воды будет меньше, чем из кувшина. По аналогии, кружка имеет большую мощность, но меньшую энергию. Кувшин выделяет меньшее количество жидкости в течение более длительного периода времени. Аналогия продолжается с кувшином, имеющим меньшую выходную мощность, но большую энергию. Кружка очень быстро высвобождает всю воду (энергию). И наоборот, кувшин вмещает гораздо больше воды (энергии), даже если он не теряет ее быстро.

Список литературы

Энергия против мощности — Energy Education

Рис. 1. Для подъема ящика требуется определенное количество энергии , независимо от того, как быстро ящик поднимается.Подъем быстрее изменит количество энергии , но не количество энергии . [1]

Energy и power тесно связаны, но не являются одной и той же физической величиной. Энергия — это способность вызывать изменения; power — это скорость перемещения или использования энергии.

Энергия

основная статья

Энергия — это способность создавать изменения, например, создание движения. Задачи (например, поднятие ящика) требуют определенного количества энергии для выполнения.Батарея будет удерживать определенное количество энергии; то же самое будет с определенным количеством топлива, например с едой.

Базовой единицей энергии является джоуль. Это означает, что такая задача, как поднятие ящика на рисунке 1, требует определенного количества джоулей независимо от того, как быстро ящик поднимается.

Мощность

основная статья

Мощность — это скорость использования или передачи энергии. Мощность — это количество энергии, деленное на время, необходимое для ее использования. Его единица измерения — ватт, то есть один джоуль в секунду потребляемой энергии.Циркулярная пила потребляет определенное количество энергии для работы, и от того, как быстро энергия потребляется от батареи, зависит, как долго будет сохраняться ее запасенная энергия.

[математика] P = \ frac {\ Delta E_ {sys}} {\ Delta t} [/ math]

  • P — средняя выходная мощность, измеренная в ваттах (Вт)
  • ΔE sys — чистое изменение энергии системы в джоулях (Дж), также известное как работа.
  • Δt — это продолжительность — сколько времени занимает потребление энергии — измеряется в секундах (с)

Умножение значения мощности на период времени, в течение которого она используется, дает количество энергии .Вот почему киловатт — это единица мощности, а киловатт-час (1 киловатт на 1 час) — это единица энергии.

Задачи (например, поднятие ящика) требуют определенного количества энергии (определенного количества джоулей), но чем быстрее выполняется задача (чем меньше Δt ), тем больше энергии требуется (больше ватт).

Двигатели и бензобаки

Двигатель автомобиля определяет, какую мощность он может выдать (это механическая мощность, часто измеряемая в лошадиных силах, в отличие от тепловой мощности, которая показывает, насколько быстро он сжигает бензин), а количество бензина в бензобаке определяет, сколько энергии двигатель имеет в своем распоряжении.Чем больше количество бензина, тем дольше двигатель может работать без истощения энергии. Чем большую мощность использует двигатель (например, при быстрой езде или при увеличении оборотов двигателя для быстрого ускорения), тем меньше времени хватит химической энергии, доступной в бензине. Вот страница о приемах повышения экономии топлива.

Конденсаторы и батареи

Конденсаторы часто имеют немного энергии, которая может быть разряжена довольно быстро. Это короткое время означает, что они могут иметь довольно высокую мощность даже при небольшом количестве накопленной энергии (например, это полезно для вспышек фотоаппарата).Батареи, с другой стороны, содержат гораздо больше энергии, чем конденсатор, но разряжают эту энергию гораздо медленнее, что означает, что они имеют меньшую выходную мощность.

Аналогия с емкостями для воды

Рисунок 2. Кружка с надписью «Power» имеет больший показатель. В кружке с надписью «Энергия» больше воды. Это изображение показывает, чем отличаются энергия и мощность. У обоих есть вода и расход. [2]

На рис. 2 показана кружка с небольшим количеством воды, которую быстро наливают, и кувшин, в который наливается большее количество воды, медленнее.Кружка подает больше воды за заданный промежуток времени, но общее количество доставленной воды будет меньше, чем из кувшина. По аналогии, кружка имеет большую мощность, но меньшую энергию. Кувшин выделяет меньшее количество жидкости в течение более длительного периода времени. Аналогия продолжается с кувшином, имеющим меньшую выходную мощность, но большую энергию. Кружка очень быстро высвобождает всю воду (энергию). И наоборот, кувшин вмещает гораздо больше воды (энергии), даже если он не теряет ее быстро.

Список литературы

Энергия против мощности — Energy Education

Рис. 1. Для подъема ящика требуется определенное количество энергии , независимо от того, как быстро ящик поднимается.Подъем быстрее изменит количество энергии , но не количество энергии . [1]

Energy и power тесно связаны, но не являются одной и той же физической величиной. Энергия — это способность вызывать изменения; power — это скорость перемещения или использования энергии.

Энергия

основная статья

Энергия — это способность создавать изменения, например, создание движения. Задачи (например, поднятие ящика) требуют определенного количества энергии для выполнения.Батарея будет удерживать определенное количество энергии; то же самое будет с определенным количеством топлива, например с едой.

Базовой единицей энергии является джоуль. Это означает, что такая задача, как поднятие ящика на рисунке 1, требует определенного количества джоулей независимо от того, как быстро ящик поднимается.

Мощность

основная статья

Мощность — это скорость использования или передачи энергии. Мощность — это количество энергии, деленное на время, необходимое для ее использования. Его единица измерения — ватт, то есть один джоуль в секунду потребляемой энергии.Циркулярная пила потребляет определенное количество энергии для работы, и от того, как быстро энергия потребляется от батареи, зависит, как долго будет сохраняться ее запасенная энергия.

[математика] P = \ frac {\ Delta E_ {sys}} {\ Delta t} [/ math]

  • P — средняя выходная мощность, измеренная в ваттах (Вт)
  • ΔE sys — чистое изменение энергии системы в джоулях (Дж), также известное как работа.
  • Δt — это продолжительность — сколько времени занимает потребление энергии — измеряется в секундах (с)

Умножение значения мощности на период времени, в течение которого она используется, дает количество энергии .Вот почему киловатт — это единица мощности, а киловатт-час (1 киловатт на 1 час) — это единица энергии.

Задачи (например, поднятие ящика) требуют определенного количества энергии (определенного количества джоулей), но чем быстрее выполняется задача (чем меньше Δt ), тем больше энергии требуется (больше ватт).

Двигатели и бензобаки

Двигатель автомобиля определяет, какую мощность он может выдать (это механическая мощность, часто измеряемая в лошадиных силах, в отличие от тепловой мощности, которая показывает, насколько быстро он сжигает бензин), а количество бензина в бензобаке определяет, сколько энергии двигатель имеет в своем распоряжении.Чем больше количество бензина, тем дольше двигатель может работать без истощения энергии. Чем большую мощность использует двигатель (например, при быстрой езде или при увеличении оборотов двигателя для быстрого ускорения), тем меньше времени хватит химической энергии, доступной в бензине. Вот страница о приемах повышения экономии топлива.

Конденсаторы и батареи

Конденсаторы часто имеют немного энергии, которая может быть разряжена довольно быстро. Это короткое время означает, что они могут иметь довольно высокую мощность даже при небольшом количестве накопленной энергии (например, это полезно для вспышек фотоаппарата).Батареи, с другой стороны, содержат гораздо больше энергии, чем конденсатор, но разряжают эту энергию гораздо медленнее, что означает, что они имеют меньшую выходную мощность.

Аналогия с емкостями для воды

Рисунок 2. Кружка с надписью «Power» имеет больший показатель. В кружке с надписью «Энергия» больше воды. Это изображение показывает, чем отличаются энергия и мощность. У обоих есть вода и расход. [2]

На рис. 2 показана кружка с небольшим количеством воды, которую быстро наливают, и кувшин, в который наливается большее количество воды, медленнее.Кружка подает больше воды за заданный промежуток времени, но общее количество доставленной воды будет меньше, чем из кувшина. По аналогии, кружка имеет большую мощность, но меньшую энергию. Кувшин выделяет меньшее количество жидкости в течение более длительного периода времени. Аналогия продолжается с кувшином, имеющим меньшую выходную мощность, но большую энергию. Кружка очень быстро высвобождает всю воду (энергию). И наоборот, кувшин вмещает гораздо больше воды (энергии), даже если он не теряет ее быстро.

Список литературы

Minnesota Power — это компания ALLETE

Программа энергетической помощи для малоимущих (LIHEAP)

Программа энергетической помощи (EAP) помогает оплачивать расходы на отопление дома и ремонт печи для семей с ограниченным доходом.Клиенты получают помощь, обратившись за помощью в местное агентство. Minnesota Power работает с этими агентствами, чтобы предоставить дополнительные услуги отвечающим критериям домохозяйствам.

Как подать заявку на участие в программе LIHEAP

Клиенты должны обращаться напрямую к поставщику EAP, обслуживающему их округ или племя.

  1. Найдите своего поставщика EAP.
  2. Обратитесь к своему провайдеру EAP и попросите его отправить вам заявку.Вам также потребуется трехмесячное подтверждение дохода для каждого члена семьи и копия вашего последнего счета за отопление и электричество. Примеры приложений можно найти здесь.
  3. Отправьте заполненное заявление вашему провайдеру EAP.

После определения соответствия требованиям клиента агентство свяжется с вами. Агентства работают с Minnesota Power, чтобы сообщить им, соответствуют ли клиенты критериям LIHEAP. Чтобы получить помощь в поиске местного поставщика услуг EAP, позвоните по телефону 1-800-657-3710.


Услуги от EAP могут включать:
  • Оплата счетов за электроэнергию.
  • Помощь при отключении от электросети или доставке топлива.
  • Обучение эффективному и безопасному использованию энергии.
  • Адвокация с поставщиками энергии и поставщиками услуг.
  • Ремонт или замена неисправных систем отопления домовладельцев.
Льготы и услуги, которые Minnesota Power предоставляет семьям, отвечающим критериям LIHEAP:
  • Право на льготную ставку (CARE).
  • Программы утепления, реализуемые в рамках партнерства с местными агентствами.
  • Освобождение от некоторых сборов (например, сборов за просрочку платежа).
Прочие вспомогательные ресурсы для топлива / отопления:

Часто задаваемые вопросы

Кто может подать заявку?

EAP предназначен для съемщиков или домовладельцев, чьи домохозяйства имеют доход не более 50 процентов от среднего дохода штата.Подробную информацию о правилах участия в программе EAP можно найти здесь.

Что мне нужно будет подать заявку?

  • Заявление от вашего местного агентства (ваше местное агентство здесь), заполненное, подписанное и датированное.
  • Подтверждение дохода, полученного за последние 3 полных календарных месяца для каждого члена семьи.
  • Копия вашего последнего счета за отопление и электричество и / или копию последней квитанции о топливе, если вы используете доставленное топливо для отопления (например, пропан).

Крайний срок подачи заявления на получение льгот EAP истек, следует ли мне подавать заявление?

Да! Хотя средства Программы энергетической помощи (EAP) являются сезонными, для клиентов, имеющих право на участие в программе LIHEAP, есть и другие льготы и скидки круглый год. Вы можете подать заявку на получение сертификата LIHEAP в любое время, но вам нужно будет повторно подать заявку на участие в программе LIHEAP в начале каждого программного года, чтобы продолжить участие в программах, использующих рекомендации LIHEAP.

Что делать, если я не имею права на EAP, но все еще не могу оплатить счет?

  • План платежей: Работает с клиентами над созданием плана платежей для урегулирования просроченного баланса, продолжая производить текущие платежи. Позвоните в службу поддержки клиентов 1-800-228-4966.
  • Правило холодной погоды: доступно для всех бытовых потребителей Minnesota Power для повторного подключения или предотвращения отключения услуги в период с 15 октября по 15 апреля (клиент должен принять и сохранить условия оплаты).
  • Программа HeatShare Армии Спасения: Предоставляет экстренную помощь семьям, которым было отказано в помощи округа или в другой помощи.
  • Программа первого звонка United Way: просто наберите 211, чтобы получить помощь в кризисных ситуациях и получить справочную информацию круглосуточно и без выходных.
  • Лютеранские социальные службы, церкви и другие местные организации могут оказать дополнительную помощь.

Red Power Energy | KPBS

Выходит в эфир в среду, авг.19 января 2020 г., 23:00 на КПБС ТВ

Кредит: Предоставлено Vision Maker Media

Вверху: Солнечные батареи, питающие насосные установки в Форт-Бетхолде, Северная Дакота. «Red Power Energy» — провокационный фильм, рассказанный с точки зрения американских индейцев, который переосмысливает сегодняшние сложные энергетические дебаты.

Из-за исторически пассивной роли в добыче полезных ископаемых, которая часто оставляла свои богатые ресурсами резервации, либо сдаваемые в аренду за гроши за доллар, либо загрязненные деградацией окружающей среды и бесхозяйственностью федерального правительства, коренные жители переживают необычайное возрождение.

Они бросают вызов устоявшимся стереотипам, борются за суверенное право контролировать свои земли и разрабатывать свои природные и минеральные ресурсы, как им угодно.

«Red Power Energy» — провокационный фильм, рассказанный с точки зрения американских индейцев, который переосмысливает сегодняшние сложные энергетические дебаты. Может ли развитие энергетики на племенных землях расширить возможности людей, в то же время поддерживая нацию? И какое влияние это окажет на их культуру, экономику и окружающую среду?

Эти энергетические истории, рассказанные коренными жителями, дают редкое представление об идеологической битве, формирующей современную индийскую страну, и способствуют более глубокому пониманию культуры американских индейцев, о которой слишком часто недооценивают, неправильно понимают или игнорируют.

Этот фильм доступен для просмотра онлайн.

Red Power Energy: предварительный просмотр

Провокационный фильм с точки зрения американских индейцев, который переосмысливает сегодняшние противоречивые энергетические дебаты, в то время как судьба окружающей среды висит на волоске. «Red Power Energy» иллюстрирует сложные реалии индейских резерваций, пытающихся найти баланс между своими природными ресурсами и своими традиционными убеждениями. .

Кредиты:

Представлено Vision Maker Media. Распространяется Американским общественным телевидением.

ЛУЧШИЙ ПОДКАСТ

Новости Сан-Диего; когда хочешь и где хочешь. Узнайте местные истории о политике, образовании, здоровье, окружающей среде, границе и многом другом.