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动能公式是怎么推导
我是初2的老师上课有提到过
设一物体的初速度V0,末速度Vt
则平均速度为:Vt+V0/2,加速度为:a=Vt-V0/t
F=ma=m*(Vt-V0/t)
S=(Vt+V0/2)*t
W=FS=1/2*m*【(Vt-V0)*(Vt+V0)】
根据平方差公式得出:W=1/2*m*(Vt^2-V0^2)
根据动能定理:合外力所做的功等于动能的变化量W=1/2*m*Vt^2 - 1/2*mV0^2
物体在初速度V0时的动能为:Ek0=1/2*m*V0^2
物体在末速度Vt时的动能为:Ekt=1/2*m*Vt^2
完善一下:
这里的平均速度:Vt+V0/2,表示匀变速直线运动的平均速度,如果是变速运动呢?
也可以这样用这个平均速度公式推导,不过要换个方式去理解,首先要明确切线并不是经过一点,而是经过两点,因为两点确定一条直线,切线也不例外,只不过这两点是无限接近的两点。对于一个速度与时间的函数图像来说(任意图像),某个极短的时间段,初速度和末速度在函数图像上这两个点就无限接近,做一条切线,则此切线的斜率(正切值)就是加速度
a=Vt-V0/t
可认为这段极限短的时间里是匀变速运动,因为斜率不变,也就是加速度固定了。
所以仍然可以用这个平均速度公式:Vt+V0/2 推导。
动能定理的具体推导过程是什么?
一、动能定理:
1、确定研究对象,研究对象可以是一个质点(单体)也可以是一个系统。
2、分析研究对象的受力情况和运动情况,是否是求解“力、位移与速度关系”的问题。
3、若是,根据动能定理ΔW=ΔEk列式求解。
二、动能定理:
可以推广为质点系的动量定理,即系统内动量的增量和等于合外力的冲量。表达式:Ft=mv′-mv=p′-p ,或Ft=△p 由此看出冲量是力在时间上的积累效应。
三、动量定理和动能定理联立方程推导:
mv0=mv1+5mv2 (1)
(1/2)m(v0)^2=1/2m(v1)^2+ (1/2) 5m(v2)^2 (2)
Sub (2) into (1)
(v1+5v2)^2 = (v1)^2 + 5(v2)^2
10v1v2 + 25(v2)^2 = 5(v2)^2
v2(2v2+v1)=0
v2 = 0
or v2 = -(1/2)v1
when v2=0
from (1)
v0= v1
when v2= -(1/2)v1
v0=v1-5/2v1
v1= -(2/3)v0
(v1,v2) = ( v0,0) or (-(2/3)v0,(2/3)v0)
扩展资料
动量定理Ft=mv2-mv1反映了力对时间的累积效应,是力在时间上的积分。
动能定理FL=1/2mv22-1/2mv12反映了力对空间的累积效应,是力在空间上的积分。
参考资料来源:
参考资料来源:
动能公式是怎么推出来的?
动能A=1/2*m*v*v 还有万有引力的公式怎样的,怎么推出来的
楼上的,万有引力公式只是和电荷力公式可以类比,但并不有必然联系
动能公式可以如LS推得:
W=F*S=ma*(a*t*t/2)=1/2m*(a*t)(a*t)=1/2*m*v*v
或者用重力势能来推:
E=mgh=mg*(g*t*t/2)=1/2*m*v*v
二者的本质是一样的
当然,也可以由实验得出质量、速度与动能的关系
而且我想最初也应该是以实验来推导证明的
万有引力公式F=Gm1m2/r^2
1、2为下标,即万有引力=二者质量乘积乘上万有引力常数G除以它们距离的平方
其中G代表引力常量,其值约为6.67×10^-11,单位
N·m^2·kg^-2
为英国科学家
卡文迪许通过扭秤实验测得。
公式基本上就是靠实验得来的了。。。
库仑力公式F=kQ1Q2/r^2
同样,1、2是下标,k为静电力常数,k=9*10^9
N*m^2*C^-2
Q为带的电荷量,r为它们的距离
两公式很类似,可以类比,不过库仑力公式的适用情况比较特殊
如果还有什么不清楚的,请给我发消息。。。
狭义相对论的动能公式推导
在狭义相对论中,物体的能量为:E=mc^2,而m=m0/√(1-u^2/c^2),这里u是运动速度,m0为静质量。
即E=m0*c^2/√(1-u^2/c^2),这不是指动能,而是指物理的全部能量(包括动能在内)。
假设物体的势能为0,则动能为E_k=E-E0=(m-m0)*c^2=m0*c^2*(1/√(1-u^2/c^2)-1)(E0=m0*c^2,为静止时的能量)动能不再是E_k=m*v^2/2,即便这里的m取m=m0/√(1-u^2/c^2)也不行。
扩展资料:
速度相加定理
如果洛伦兹变换中的时间坐标和空间坐标描述的是某一物体的运动,则用时间变换式去除3个空间坐标变换式就得到爱因斯坦速度相加公式(对洛伦兹变换的三个公式关于时间求一阶导数):
ux'=(ux-v)/(1-vux/c2)
uy'=uy(1-v2/c2)1/2/(1-vux/c2)
uz'=uz(1-v2/c2)1/2/(1-vux/c2)
式中(ux',uy',uz')为物体在K'系中的速度分别沿(x',y',z')轴的分量,(ux,uy,uz)则为物体在K系中的相应速度分量,v则为K'系在K系中的速度,其中v应当为(vx,0,0)。此式为特殊洛伦兹速度变换,任意方向v变换请参考普遍洛伦兹变换。
爱因斯坦速度相加定理解释了A.斐索曾于1851年完成的流动水中的光速实验;1905年之后许多运动流体和运动固体中的光速实验也 |
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