Ҷоулҳоро чӣ тавр ҳисоб кардан мумкин аст

Мундариҷа

Қадамҳо
Усули 1 аз 5: Ҳисоб кардани кор (J)
Усули 2 аз 5: Ҳисоб кардани энергия (J) аз қудрати додашуда (W)
Усули 3 аз 5: Ҳисоб кардани энергияи кинетикӣ (J)
Усули 4 аз 5: Ҳисоб кардани миқдори гармӣ (J)
Усули 5 аз 5: Ҳисоб кардани энергияи барқ (J)
Маслиҳатҳо
Огоҳӣ
Ба шумо чӣ лозим

Ҷоул (J) яке аз муҳимтарин воҳидҳои системаи байналмилалии воҳидҳо (SI) мебошад. Ҷоулҳо кор, энергия ва гармиро чен мекунанд. Барои муаррифии натиҷаи ниҳоӣ дар joules, воҳидҳои SI -ро истифода баред.Агар дар вазифа воҳидҳои дигари андозагирӣ дода шуда бошанд, онҳоро аз Системаи байналмилалии воҳидҳо ба воҳидҳои ченкунӣ табдил диҳед.

Қадамҳо

Усули 1 аз 5: Ҳисоб кардани кор (J)

1 Консепсияи кор дар физика. Агар шумо қуттиро ҳаракат диҳед, пас шумо корро анҷом медиҳед. Агар шумо қуттиро боло бардоред, пас шумо ин корро анҷом додаед. Барои иҷрои кор бояд ду шарт иҷро карда шавад:
- Шумо қувваи доимиро истифода мебаред.
- Дар зери таъсири қувваи татбиқшаванда ҷисм ба самти амали қувва ҳаракат мекунад.
2 Ҳисоб кардани кор. Барои ин, қувва ва масофаро (ки бо он ҷисм ҳаракат мекард) зарб кунед. Дар SI қувва бо нютонҳо ва масофа бо метр чен карда мешавад. Агар шумо ин воҳидҳоро истифода баред, кори натиҷа бо ҷоулҳо чен карда мешавад.
- Ҳангоми ҳалли мушкилот самти қувваи татбиқшавандаро муайян кунед. Ҳангоми бардоштани қуттӣ қувва аз поён ба боло равона карда мешавад, аммо агар шумо қуттиҳоро ба дасти худ гирифта масофаи муайянеро пиёда равед, пас шумо ин корро анҷом намедиҳед - шумо қувва мебахшед, то қутти наафтад, аммо ин қувва сандуқро ба ҳаракат намеорад.
3 Вазни бадани худро пайдо кунед. Барои ҳисоб кардани қуввае, ки барои ҳаракат додани бадан лозим аст, лозим аст. Як мисолро баррасӣ кунед: кори варзишгарро ҳангоми бардоштан (аз фарш то сандуқ) штангаи вазнаш 10 кг ҳисоб кунед.
- Агар мушкилот дорои воҳидҳои стандартии ченкунӣ бошад, онҳоро ба воҳидҳои SI табдил диҳед.
4 Қувватро ҳисоб кунед. Қувва = масса x шитоб. Дар мисоли худ мо шитоби вазниниро ба назар мегирем, ки ба 9,8 м / с баробар аст. Қуввае, ки барои боло бурдани сутун лозим аст, 10 (кг) х 9.8 (м / с) = 98 кг ∙ м / с = 98 Н аст.
- Агар ҷисм дар як уфуқи уфуқӣ ҳаракат кунад, ба суръатбахшии ҷозиба эътибор надиҳед. Шояд ин вазифа ҳисоб кардани қувваеро, ки барои рафъи ихтилофот лозим аст, талаб мекунад. Агар шитоб дар масъала дода шавад, онро танҳо ба массаи бадани додашуда зарб кунед.
5 Масофаи тайкардашударо чен кунед. Дар мисоли мо, биёед бигӯем, ки сутун ба баландии 1,5 м бардошта мешавад. (Агар дар масъала воҳидҳои стандартии андозагирӣ дода шуда бошанд, онҳоро ба воҳидҳои СИ табдил диҳед.)
6 Қувватро ба масофа зарб кунед. Барои баланд бардоштани штангаи вазнаш 10 кг ба баландии 1,5 м варзишгар корҳои баробар ба 98 x 1.5 = 147 Ҷ иҷро мекунад.
7 Ҳангоми ба кунҷ равона шудани қувва корро ҳисоб кунед. Намунаи қаблӣ хеле содда буд: самтҳои қувва ва ҳаракати бадан мувофиқат мекарданд. Аммо дар баъзе ҳолатҳо, қувва ба кунҷи самти ҳаракат равона карда мешавад. Як мисолро дида мебароем: кори анҷомдодаи кӯдакро бо ресмоне, ки аз уфуқӣ 30 дараҷа аст, 25 метр кашидани чанбаро ҳисоб кунед. Дар ин ҳолат кор = қувва x косинус (θ) x масофа. Кунҷи θ кунҷи байни самти қувва ва самти ҳаракат аст.
8 Қувваи пурраи татбиқшударо дарёфт кунед. Дар мисоли мо, биёед бигӯем, ки кӯдак қувваи баробар ба 10 Н -ро татбиқ мекунад.
- Агар мушкилот гӯяд, ки қувва ба боло ё ба рост / чап нигаронида шудааст ё самти он бо самти ҳаракати бадан мувофиқат мекунад, пас барои ҳисоб кардани кор танҳо қувва ва масофаро зарб кунед.
9 Қувваи мувофиқро ҳисоб кунед. Дар мисоли мо, танҳо як қисми қувваи умумӣ чархро ба пеш мекашад. Азбаски ресмон ба боло нигаронида шудааст (дар як кунҷ ба уфуқӣ), қисми дигари қувваи умумӣ кӯшиш мекунад, ки чархро бардорад. Аз ин рӯ, қувваро ҳисоб кунед, ки самти он бо самти ҳаракат мувофиқат мекунад.
- Дар мисоли мо, кунҷи θ (байни замин ва ресмон) 30º аст.
- cosθ = cos30º = (√3) / 2 = 0.866. Бо истифода аз калкулятор ин қиматро пайдо кунед; воҳиди кунҷро дар ҳисобкунак ба дараҷаҳо таъин кунед.
- Қувваи умумиро ба cosθ зарб кунед. Дар мисоли мо: 10 x 0.866 = 8.66 N - ин қувваест, ки самти он бо самти ҳаракат мувофиқат мекунад.
10 Барои ҳисоб кардани кор қувваи мувофиқро ба масофа зарб кунед. Дар мисоли мо: 8.66 (H) x 20 (m) = 173.2 J.

Усули 2 аз 5: Ҳисоб кардани энергия (J) аз қудрати додашуда (W)

1 Қувват ва энергия. Қувва бо ватт (W) чен карда мешавад ва суръати тағир, табдил, интиқол ё истеъмоли энергияро тавсиф мекунад, ки бо ҷоул (J) чен карда мешавад.Барои ҳисоб кардани энергия (J) барои як қудрати додашуда (W), шумо бояд дарозии вақтро донед.
2 Барои ҳисоб кардани энергия (J), қудратро (W) ба вақт (ҳо) зарб кунед. Дастгоҳе, ки қудрати 1 Вт дорад, дар 1 сония 1 Ҷ энергия истеъмол мекунад. Масалан, биёед энергияи истеъмолкардаи лампаи 60 Втро дар давоми 120 сония ҳисоб кунем: 60 (Вт) х 120 (с) = 7200 Ҷ
- Ин формула барои ҳама гуна қуввае, ки бо ватт чен карда мешавад, дуруст аст, аммо маъмулан дар корҳои марбут ба барқ истифода мешавад.

Усули 3 аз 5: Ҳисоб кардани энергияи кинетикӣ (J)

1 Энергияи кинетикӣ энергияи ҳаракат аст. Онро бо joules (J) ифода кардан мумкин аст.
- Энергияи кинетикӣ ба кори анҷомдодашуда барои суръат бахшидани ҷисми стационарӣ баробар аст. Пас аз расидан ба суръати муайян, энергияи кинетикии ҷисм то он даме, ки он ба гармӣ (аз соиш), энергияи потенсиалии гравитационӣ (ҳангоми ҳаракат ба муқобили ҷозиба) ё дигар намудҳои энергия табдил ёбад, доимӣ боқӣ мемонад.
2 Вазни бадани худро пайдо кунед. Масалан, энергияи кинетикии велосипедрон ва велосипедронро ҳисоб кунед. Велосипедрон 50 кг вазн дорад ва велосипед 20 кг вазн дорад, яъне вазни умумии бадан 70 кг аст (велосипед ва велосипедронро як бадан ҳисоб кунед, зеро онҳо дар як самт ва дар ҳамон суръат ҳаракат хоҳанд кард).
3 Суръатро ҳисоб кунед. Агар суръат дар масъала дода шавад, ба қадами оянда гузаред; дар акси ҳол, онро бо истифода аз яке аз усулҳои дар поён буда ҳисоб кунед. Аҳамият диҳед, ки самти суръат дар ин ҷо ночиз аст; гузашта аз ин, фарз кунем, ки велосипедрон бо хатти рост ҳаракат мекунад.
- Агар велосипедрон бо суръати доимӣ (бидуни суръат) ҳаракат мекард, масофаи тайшударо (м) чен кунед ва онро ба вақт (ҳо) барои тай кардани ин масофа тақсим кунед. Ин ба шумо суръати миёна медиҳад.
- Агар велосипедрон суръат мегирифт ва арзиши шитоб ва самти ҳаракат тағир намеёфт, пас суръат дар вақти муайяни t бо формулаи: шитоби х t + суръати ибтидоӣ ҳисоб карда мешавад. Вақт дар сонияҳо, суръат дар м / с, суръатбахшӣ дар м / с чен карда мешавад.
4 Арзишҳоро ба формула пайваст кунед. Энергияи кинетикӣ = (1/2) mv, ки дар он m масс аст, v суръат аст. Масалан, агар суръати велосипедрон 15 м / с бошад, энергияи кинетикии ӯ K = (1/2) (70 кг) (15 м / с) = (1/2) (70 кг) (15 м / с) (15 м / с) = 7875 кг ∙ м / с = 7875 Н ∙ м = 7875 Ҷ
- Формула барои ҳисоб кардани энергияи кинетикӣ аз таърифи кор (W = FΔs) ва муодилаи кинематикӣ (v = v) гирифта шудааст₀ + 2aΔs, ки дар он Δ масофаи тайшуда аст).

Усули 4 аз 5: Ҳисоб кардани миқдори гармӣ (J)

1 Массаи ҷисми гармшударо ёбед. Барои ин, тарозу ё тарозуи баҳориро истифода баред. Агар ҷисм моеъ бошад, аввал зарфи холиро (ки ба он моеъ мерезед) вазн кунед, то массаи онро пайдо кунед. Пас аз баркашидани моеъ, массаи зарфи холиро аз ин қимат хориҷ кунед, то массаи моеъ пайдо шавад. Масалан, обро, ки вазнаш 500 грамм аст, баррасӣ кунед.
- Барои он ки натиҷа бо джоулҳо чен карда шавад, омма бояд бо грамм чен карда шавад.
2 Гармии хоси баданро пайдо кунед. Онро дар китоби химия, физика ё дар интернет пайдо кардан мумкин аст. Иқтидори хоси гармии об 4,19 Ҷ / г аст.
- Гармии мушаххас бо ҳарорат ва фишор каме фарқ мекунад. Масалан, дар баъзе манбаъҳо иқтидори гармии хоси об 4,18 Ҷ / г аст (зеро манбаъҳои гуногун қиматҳои гуногуни "ҳарорати истинод" -ро интихоб мекунанд).
- Ҳароратро метавон бо дараҷаҳои Келвин ё Селсий чен кард (зеро фарқи байни ин ду ҳарорат яксон хоҳад буд), аммо на дар дараҷаи Фаренгейт.
3 Ҳарорати ибтидоии бадани худро пайдо кунед. Агар бадан моеъ бошад, термометрро истифода баред.
4 Ҷисмро гарм кунед ва ҳарорати ниҳоии онро пайдо кунед. Ҳамин тариқ, шумо метавонед миқдори гармии ба бадан интиқолшударо пайдо кунед.
- Агар шумо хоҳед, ки энергияи умумии ба гармӣ табдилёфтаро пайдо кунед, ҳарорати ибтидоии баданро сифр мутлақ ҳисоб кунед (0 Келвин ё -273,15 Цельсий). Ин одатан татбиқ намегардад.
5 Ҳарорати ибтидоии баданро аз ҳарорати ниҳоӣ хориҷ кунед, то тағирёбии ҳарорати баданро пайдо кунед. Масалан, об аз 15 дараҷа то 35 дараҷа гарм мешавад, яъне тағирёбии ҳарорати об 20 дараҷа гарм аст.
6 Вазни бадан, гармии хоси он ва тағирёбии ҳарорати баданро зарб кунед. Формула: H = mcΔT, ки ΔT тағирёбии ҳарорат аст. Дар мисоли мо: 500 x 4.19 x 20 = 41.900 Ҷ
- Баъзан гармӣ бо калорияҳо ё килокалорияҳо чен карда мешавад. Калорияҳо миқдори гармӣ барои баланд бардоштани ҳарорати 1 грамм об то 1 дараҷа гармӣ мебошанд; килокалорияҳо миқдори гармӣ барои баланд бардоштани ҳарорати 1 кг об ба дараҷаи 1 дараҷа аст. Дар мисоли дар боло овардашуда, барои то 20 дараҷа гарм кардани ҳарорати 500 грамм об 10,000 калория ё 10 ккал лозим аст.

Усули 5 аз 5: Ҳисоб кардани энергияи барқ (J)

1 Ин усули ҳисоб кардани ҷараёни энергияро дар занҷири барқ тавсиф мекунад. Як мисоли амалӣ оварда шудааст, ки дар асоси он метавон мушкилоти физикиро ҳал кард. Аввалан, биёед қудратро аз рӯи формулаи P = I x R ҳисоб кунем, ки дар он ман қувваи ҷорӣ (A), R муқовимат (Ом) аст. Шумо қудратро (W) хоҳед ёфт, ки бо он шумо метавонед энергияро (J) ҳисоб кунед (ба боби дуюм нигаред).
2 Резистор гиред. Арзиши муқовимат (Ohm) -и резистор бо рақам ё аломати бо ранг нишон додашуда нишон дода мешавад. Шумо инчунин метавонед муқовимати резисторро бо пайваст кардани он ба омметр ё мултиметр муайян кунед. Масалан, биёед як резистори 10 ohm гирем.
3 Резисторро ба манбаи ҷорӣ пайваст кунед. Барои ин кор аз клипҳои тимсоҳ ё стенди таҷрибавии схемаи барқӣ истифода баред.
4 Ҷараёнро аз гардиш барои муддати муайян гузаронед. Масалан, инро дар давоми 10 сония иҷро кунед.
5 Қувваи барқро муайян кунед. Барои ин амперметр ё мултиметрро истифода баред. Масалан, ҷараён 100 мА = 0,1 А.
6 Қудратро (W) бо формулаи P = I x R ҳисоб кунед. Дар мисоли мо: P = 0.1 x 10 = 0.01 x 10 = 0.1 W = 100 mW
7 Қувват ва вақтро барои дарёфти энергия зарб кунед (J). Дар мисоли мо: 0.1 (W) x 10 (s) = 1 J.
- Азбаски 1 джоул арзиши ночиз аст ва қудрати дастгоҳҳои барқӣ бо ватт, милливатт ва киловатт нишон дода шудааст, дар бахши манзилию коммуналӣ энергия одатан бо киловатт-соат чен карда мешавад. Агар 1 W = 1 J / s бошад, пас 1 J = 1 W ∙ s; агар 1 кВт = 1 кДж / с, пас 1 кДж = 1 кВт ∙ с. Азбаски 1 соат = 3600 с, пас 1 кВт ∙ ч = 3600 кВт ∙ с = 3600 кДж = 3600000 Ҷ.

Маслиҳатҳо

Дар SI, энергия ва кор низ дар ergs чен карда мешаванд. 1 erg = 1 dyne (воҳиди ченаки қувва) x 1 см.1 J = 10,000,000 erg.

Огоҳӣ

Ҷоул ва метр Нютон воҳидҳои ченак барои кор мебошанд. Ҷоул энергия ва кори анҷомдодашударо ҳангоми ҳаракати бадан чен мекунад. Агар бадан давр занад, воҳиди ченак нютон-метр аст.