8.S: Nishati na Uhifadhi wa Nishati (Muhtasari)

Masharti muhimu

nguvu ya kihafidhina	nguvu ambayo inafanya kazi huru ya njia
kiasi kilichohifadhiwa	moja ambayo haiwezi kuundwa au kuharibiwa, lakini inaweza kubadilishwa kati ya aina tofauti za yenyewe
uhifadhi wa nishati	jumla ya nishati ya mfumo wa pekee ni mara kwa mara
uhakika wa usawa	nafasi ambapo kudhani kihafidhina, nguvu wavu juu ya chembe, iliyotolewa na mteremko wa uwezo wake wa nishati Curve, ni sifuri
tofauti halisi	ni tofauti ya jumla ya kazi na inahitaji matumizi ya derivatives ya sehemu ikiwa kazi inahusisha mwelekeo zaidi ya moja
nishati ya mitambo	jumla ya nguvu za kinetic na uwezo
nguvu isiyo ya kihafidhina	nguvu ambayo inafanya kazi ambayo inategemea njia
yasiyo ya mbadala	chanzo cha nishati ambayo si mbadala, lakini ni wazi kwa matumizi ya binadamu
uwezo wa nishati	kazi ya nafasi ya nishati, mwenye jamaa kitu na mfumo wa kuchukuliwa
uwezo wa nishati mchoro	grafu ya nishati chembe ya uwezo kama kazi ya nafasi
tofauti ya nishati	hasi ya kazi kufanyika kaimu kati ya pointi mbili katika nafasi
mbadala	chanzo cha nishati kwamba ni replenished na michakato ya asili, juu ya mizani wakati binadamu
hatua ya kugeuka	nafasi ambapo kasi ya chembe, katika mwendo mmoja dimensional, mabadiliko ya ishara

Mlinganyo muhimu

Tofauti ya nishati ya uwezo	$$\ Delta U_ {AB} = U_ {B} - U_ {A} = - W_ {AB} $$
Uwezo wa nishati kwa heshima na sifuri ya nishati uwezo katika\(\vec{r}\)	$$\ vec {r} _ {0}\ Delta U = U (\ vec {r}) - U (\ vec {r} _ {0}) $$
Nishati ya uwezo wa mvuto karibu na uso wa Dunia	$$U (y) = yangu + gharama. $$
Nishati ya uwezo kwa spring bora	$$U (x) =\ frac {1} {2} kx^ {2} + const. $$
Kazi iliyofanywa na nguvu ya kihafidhina juu ya njia iliyofungwa	$$ W_ {imefungwa\; njia} =\ uhakika\ vec {E} _ {hasara}\ cdotp d\ vec {r} = 0 $$
Hali ya nguvu ya kihafidhina katika vipimo viwili	$$\ kushoto (\ dfrac {df_ {x}} {dy}\ kulia) =\ kushoto (\ dfrac {df_ {y}} {dx}\ haki) $$
Nguvu ya kihafidhina ni derivative hasi ya nishati uwezo	$F_ {l} = -\ frac {du} {dl} $$
Uhifadhi wa nishati na majeshi yasiyo ya kihafidhina	$0 = W_ {nc,\; AB} =\ Delta (K + U) _ {AB} =\ Delta E_ {AB}\ ldotp $$

Muhtasari

8.1 Nishati ya uwezo wa Mfumo

• Kwa mfumo wa chembe moja, tofauti ya nishati inayoweza kutokea ni kinyume cha kazi iliyofanywa na vikosi vinavyotenda kwenye chembe inapoondoka nafasi moja hadi nyingine.
• Kwa kuwa tofauti tu ya nishati inayoweza kuwa na maana ya kimwili, sifuri ya kazi ya nishati inayoweza kuchaguliwa inaweza kuchaguliwa mahali pazuri.
• Nguvu za uwezo wa mvuto wa mara kwa mara wa Dunia, karibu na uso wake, na kwa nguvu ya sheria ya Hooke ni kazi ya mstari na quadratic ya nafasi, kwa mtiririko huo.

8.2 Majeshi ya Kihafidhina na yasiyo ya Ki

• Nguvu ya kihafidhina ni moja ambayo kazi imefanywa ni huru ya njia. Kwa usawa, nguvu ni kihafidhina ikiwa kazi iliyofanywa juu ya njia yoyote iliyofungwa ni sifuri.
• Nguvu isiyo ya kihafidhina ni moja ambayo kazi imefanywa inategemea njia.
• Kwa nguvu ya kihafidhina, kazi isiyo ya kawaida ni tofauti kabisa. Hii ina maana hali juu ya derivatives ya vipengele vya nguvu.
• Sehemu ya nguvu ya kihafidhina, katika mwelekeo fulani, inalingana na hasi ya derivative ya nishati inayoweza nguvu kwa nguvu hiyo, kuhusiana na uhamisho katika mwelekeo huo.

8.3 Uhifadhi wa Nishati

• Kiasi kilichohifadhiwa ni mali ya kimwili ambayo inakaa mara kwa mara bila kujali njia iliyochukuliwa.
• Aina ya theorem ya kazi-nishati inasema kuwa mabadiliko katika nishati ya mitambo ya chembe ni sawa na kazi iliyofanywa juu yake na nguvu zisizo za kihafidhina.
• Ikiwa majeshi yasiyo ya kihafidhina hayana kazi na hakuna nguvu za nje, nishati ya mitambo ya chembe inakaa mara kwa mara. Hii ni taarifa ya uhifadhi wa nishati ya mitambo na hakuna mabadiliko katika nishati ya jumla ya mitambo.
• Kwa mwelekeo mmoja wa chembe mwendo, ambapo nishati ya mitambo ni ya mara kwa mara na nishati inayojulikana uwezo, nafasi ya chembe, kama kazi ya muda, inaweza kupatikana kwa kutathmini muhimu inayotokana na uhifadhi wa nishati ya mitambo.

8.4 Mipango ya Nishati na Utulivu

• Kufafanua mchoro wa nishati moja-dimensional uwezo inakuwezesha kupata ubora, na baadhi ya kiasi, habari kuhusu mwendo wa chembe.
• Katika hatua ya kugeuka, nishati inayoweza kuwa sawa na nishati ya mitambo na nishati ya kinetic ni sifuri, ikionyesha kuwa mwelekeo wa kasi hurudi huko.
• Hasi ya mteremko wa pembe ya nishati ya uwezo, kwa chembe, inalingana na sehemu moja-dimensional ya nguvu ya kihafidhina kwenye chembe. Katika hatua ya usawa, mteremko ni sifuri na ni usawa imara (usio na uhakika) kwa kiwango cha chini cha nishati (kiwango cha juu).

8.5 Vyanzo vya Nishati

• Nishati inaweza kuhamishwa kutoka mfumo mmoja hadi mwingine na kubadilishwa au kubadilishwa kutoka aina moja hadi nyingine. Baadhi ya aina ya msingi ya nishati ni kinetic, uwezo, mafuta, na umeme.
• Vyanzo vya nishati mbadala ni wale ambao hujazwa na michakato ya asili inayoendelea, juu ya mizani ya wakati wa binadamu. Mifano ni upepo, maji, mvuke, na nishati ya jua.
• Vyanzo visivyo na nishati mbadala ni wale ambao wamepungua kwa matumizi, juu ya mizani ya wakati wa binadamu. Mifano ni mafuta ya mafuta na nguvu za nyuklia.

Wachangiaji na Majina

Template:ContribOpenStaxUni