昌爸工作坊論壇
  |─ 動能
回覆
回覆 搜尋 返回 管理

作者 標題: 動能
動能     發表於: 2006/7/17 下午 05:27:14            
是不是一件物體的速度愈快,所具有的動能就愈大???為什麼呢??
also,動能是否一種energy,可儲存呢??若果可以儲存,在儲存
的形態還是kinetic energy嗎??還是已經轉化了另外一種energy
呢???
動能          回覆於: 2006/7/23 下午 04:03:01                        

allen,你可以告訴我為什麼internal energy不包括一些動能如移動房能嗎???還有當
kinetic energy 以另一種形式儲存在我們體內時,應該叫做chemical還是internal
energy呢???
allen          回覆於: 2006/7/23 下午 06:22:45                        

抱歉,手邊沒有關於internal energy與chemical energy的資料
等我找到確實的定義再回答
動能          回覆於: 2006/7/23 下午 06:24:54                        

thank you very much~~~
meathu          回覆於: 2006/7/17 下午 09:29:28                        


是不是一件物體的速度愈快,所具有的動能就愈大???為什麼呢??

動能=1/2*m*V^2
m=質量
V=速度
同一件物體,因為質量相同,故速度越大,動能越大

動能是否一種energy,可儲存呢??若果可以儲存,在儲存的形態還是kinetic energy
嗎??還是已經轉化了另外一種energy呢???

動能是一種能量,可以轉換成另一種形式儲存,最簡單的要屬於質能互換,
動能位能彼此互換


動能          回覆於: 2006/7/17 下午 11:31:28                        

3Q meathu~~~~~
allen          回覆於: 2006/7/18 下午 01:03:43                        

to meathu
質能互換並不是動能與位能互換
而是能量與質量互換
這個結果已經超出古典物理的範圍
不適合在這裡舉例
速度越快,動能越大,這是對的
理論上的說法
先從動量的定義開始:p=mv,m為質量,v為速度,很直觀的,
m越大,被打到的時候越痛;v越大,被打到的時候也越痛,
p代表的是物體的運動量,運動量越大,被打到越痛,所以p跟mv成正比
力的定義:F=dp/dt,力=動量對時間的變化率,施力可以改變物體的運動狀態
施力做功:W=∫Fds,用某個力沿著某個路徑去推某個物體,你就是在對它做功
也就是你傳多少能量給它,很直觀的,費越大的力,能量消耗越多;
路途越遠,能量的消耗也多
推導動能公式:我們施力到物體上,使物體速度變快,是我們傳給物體一些能量
W=∫Fds
=> W=∫(dp/dt) ds
=> W=∫(ds/dt) dp
=> W=∫v d(mv)
=> W=∫mv dv
=> W=(1/2)mv^2
這就是動能公式的由來
注意到,在古典物力中質量是不變的,這個結果只能用在非相對論的情況
好的例子:一顆小小的子彈,如何能穿透十公分厚的木板?
因為子彈速度很快,動量很大,足以破壞木板結構
子彈停下來,不見的動能到哪去了?
伸手摸摸木板,會發現木板很燙,動能變成熱能了
黑手          回覆於: 2006/7/18 下午 01:46:31                        

日常生活常可看到動能的儲存,例如汽車引擎中的"飛輪",它是一個重而厚實的鐵盤子,
目的是為了消除活塞[汽缸]運動時的兩個死角[最大和最小行程],如果您有機會可以研
究一下有一種玩具車,用輪子摩差地面時,最初有很重的感覺,但是它可以滑行很遠,就是
因為裡面有一個飛輪,透過它儲存動能讓玩具車跑的更遠.
動能          回覆於: 2006/7/18 下午 01:52:00                        

to meathu and allen:
兩位大大,我還是不太明白什麼是質能互換,可否說得更加清楚呢???also,古典物理
和現在的物理大至上有什麼分別呢???
動能          回覆於: 2006/7/18 下午 01:58:22                        

to 黑手:
那儲存能量的時候是否不應該說成儲存動能呢???例如當你想走動的時候,體內的
chemical energy轉化成kinetic energy,所以在物理角度上,是否不應該說成儲存動
能呢???also,我學的時候是學英文的,還想問問chemical energy 和internal
energy有什麼分別呢???
黑手          回覆於: 2006/7/18 下午 02:23:00                        

您一開始的問題是"動能",而非"能量",我們就動能來討論,飛輪的例子是動能的儲存方
式之一,而非動能的轉換,動能的轉換最常見的就是水力發電,利用水位的落差產生的動
能,帶動渦輪讓線圈旋轉產生電力,這就是將動能轉換成電能,但是不能夠說把動能儲存
成為電能.
動能          回覆於: 2006/7/18 下午 02:32:54                        

看來我混亂了,動能和動量的分別是什麼呢???英文名稱是什麼???
allen          回覆於: 2006/7/18 下午 03:03:32                        

to 動能
質能互換,顧名思義就是質量與能量可以互相轉換
聽起來很神奇
這就是愛因斯坦著名的公式E=mc^2所揭露的事實
m為質量,c為光速
你也許會想說,真是如此的話,根本就沒有能源危機了嘛
隨便拿個石頭都能產生無比巨大的能源
不幸的是,人類目前沒有辦法有效率的把質量轉換成能量
這條路可能還很長呢
動能          回覆於: 2006/7/18 下午 06:34:32                        

3Q allen~~~~~那還可以可以告訴我動能與動量的分別嗎???
meathu          回覆於: 2006/7/18 下午 08:56:19                        


哈哈~~~

果然引出一堆高手來,其實我的理化只有國中程度,不能登上大雅之堂

allen,黑手才是箇中高手

關於動能與動量

就其公式而言

動能=1/2*m*V^2

動量=mV

allen          回覆於: 2006/7/19 上午 05:14:08                        

to meathu
不敢當,只是對物理很有興趣,剛好又念物理系,
我們物理系副教授說的好:
如果滿分是100分,那麼全人類的物理知識加起來可能還不到10分,
還有很多未知事物等待我們去探索

to 動能
能量其實是個很抽象的東西,我們相信,
整個宇宙的能量不會變多,也不會變少,
但能量可以有各種不同的形式,
動能是其中一種,還有位能、熱能之類的,
能量的特色是可以傳遞及儲存,
就像世界通行的貨幣一樣,能量是宇宙的貨幣,
能量可以驅動事物運行,也可以轉換成某種形式儲存,
最常見的就是重力位能,水從高處落下釋出重力位能驅動渦輪發電機產生電能,
水的重力位能並不是憑空得到的,是由於太陽加溫使水蒸發上升,
而太陽的能量又來自核能,核能就牽涉到質能互換,
不過這已經超過我們的討論範圍了,
總而言之,能量是這個世界最基本的東西之一,
沒有能量,宇宙無法運作
(難道你會做沒錢拿的工作嗎?就算是義工,也必然得到某種東西,
比方說,服務人群的快樂之類的,快樂就變成是另外一種形式的金錢;
如是被逼的,那更不用說,是受到外力作用的結果)

動量是描述物體運動狀態的一種物理量,
包含了質量、速率及方向,
這是最直觀也最簡單能測得的物理量,
顯然,外力會改變速率或方向,也就是改變動量,
所以力的最原始定義其實不是F=ma,而是F=dp/dt--動量的變化率,
藉由之前提到的推導,就可以得到動量與動能之間的關係式,
因此若知道某物瞬時的動量,即可知道某物瞬時運動的能量,
由E=(1/2)mv^2定義出動能,之所以叫動能,
是因為它牽涉到速度,會動的才有動能,但不代表不會動的就沒有能量,
它可能具有位能或其他能量

簡單來說

動能kinetic energy:
驅動物體運動的條件

動量momentum:
描述物體運動最簡單的物理量

動能是純量,動量是向量

由動量可推導出動能

以上的說明不曉得有沒有解決你的疑問
如果有人有更好的見解,敬請指教
動能          回覆於: 2006/7/19 上午 10:23:58                        

再想問問allen,動量是能量嗎???動量可以說成是一個單位嗎???
allen          回覆於: 2006/7/19 下午 04:32:05                        

動量不是能量
動量的單位因次是MLT^-1
M是質量,L是長度,T是時間,所有物理量基本上都可以化成這三個物理量的組合
動能的單位因次是ML^2T^-2
憑著單位我們便可確定這些物理量扮演什麼角色
動量可以算是一個最基本的物理量
在愛因斯坦的相對論中與能量扮演很重要的角色
在相對論中,牛頓的力學已經不適用了
但動量的概念還是正確的,即使是如光子這類沒有質量的粒子,
也具有動量

動量與能量的差別:

做個類比,你用100元買了一個東西,你知道那個東西價值100元
但是你並不能從100元看出這個東西具有什麼功用、長什麼樣子、怎麼做的
但是你可以從他的材料、品質猜出大概的價格

上面這個類比的例子中,100元的"價值"就類似於物理的能量
用錢去買東西,相當於能量轉換
買方得到物品,賣方得到錢,雙方皆無損失或獲利
(假設物價固定不變,賣方不賺錢純交換),相當於能量守衡,總的能量不會改變
東西的材質、功用之類的相當於物理的動量
把這東西的零件拆開,說明每一塊的作用和每一塊的價錢
相當於物體裂成很多塊,說明每一塊的動量和每一塊的能量
不把東西弄壞的情況下,把零件裝回去,價值、功用都不變
相當於不受外力時,分裂的物體,其能量守衡,動量守衡

這樣的比喻,應該可以很容易的明瞭能量與動量的差別
能量可以互相交換,例如把東西提高,就變成重力位能;
把東西移動,就變成動能
動量只在描述這個物體"運動"的傾向,某方向的動量越大,
那方向運動的傾向就越大
想要改變動量,就必須施力,所以當動量越大,也就是運動的傾向越大時
就越難改變它的動量
想像一下,要讓時速100公里的機車停下來很困難吧,
同樣的,要讓時速50公里的大卡車停下來也很困難
但是質量小,速度快的物體要停下來比較容易
這跟動能遞減的比率有關
動能與動量的關係為E=p^2/2m
dE/dp = p/m = v
當動量相等時,質量越大的物體,其動能的變化率越小
也就是不易損失動能,所以說質量大的,慣性也大
另一方面,當速度越快時,動能的變化率就越大
舉例來說,光子的速度很大,所以基本上只要碰到東西,
就會把所有能量傳給那東西,所以說其動能的變化率很大

呼~好像打太多了,希望不會越看越不懂
救救我          回覆於: 2006/7/19 下午 04:42:21                        

allen的例子舉的好!
動能          回覆於: 2006/7/18 下午 11:44:24                        

但可否解釋呢??
meathu          回覆於: 2006/7/18 下午 11:59:07                        


解釋得靠allen(推敲此人乃物理系高手)

動能          回覆於: 2006/7/19 下午 07:44:56                        

allen,你的解答非常詳盡,very great!!!!!衷心多謝你!!!!但希望你不介意我的追
問:1.物體受外力改變時,其能量,動量依然守衡,是否叫彈性碰撞???
2.動量只在描述這個物體"運動"的傾向,可不可以就質量和速度這兩方面解釋呢??
3.為什麼動能的變化率越小,就不易損失動能呢???
allen          回覆於: 2006/7/19 下午 10:30:01                        

to 動能
1.物體受外力改變時,其能量,動量依然守衡,是否叫彈性碰撞???
基本上物體受外力動量就不守衡
記得力的定義嗎?力會造成動量變化,所以受外力動量不會守衡

彈性碰撞:系統不受外力時,碰撞前的總動量與碰撞後的總動量相同,
此時稱為彈性碰撞(總動量為向量和)
非彈性碰撞:系統不受外力,碰撞前的總動量與碰撞後的總動量不相同者稱之

不管是彈性還是非彈性,能量均守衡

2.動量只在描述這個物體"運動"的傾向,可不可以就質量和速度這兩方面解釋呢??
不太懂你的意思耶,可以說清楚一點嗎?

3.為什麼動能的變化率越小,就不易損失動能呢???
之前推導的公式是"動能對動量的變化率"dE/dp=p/m
我們可以把dp當作是動量的微小變化,dE是動能的微小變化
概念上可以將上式改寫為dE=(p/m)dp
當物體受外力(如摩擦力)導致動量減少dp時
損失的動能dE=(p/m)dp,當p/m越小時,損失的動能就越少
而p/m就是動能對動量的變化率,
所以說變化率越小,損失動能越少
動能          回覆於: 2006/7/19 下午 11:24:55                        

3Q allen,第2條,我懂了,在p=mv中,我一直誤以為v=speed,原來是velocity,是
velocity,那我就懂了~~~~而且mass是純量,所以整個動量,就是取決於velocity,
方向不同,自然動量對某方面’運動’的傾向都不同。那我還想知道speed和velocity的
中文分別是什麼,常常搞亂了~~~~~ 還有,chemical energy 和internal energy的分
別是什麼???
allen          回覆於: 2006/7/20 上午 12:09:53                        

speed:速率=路徑長/時間
velocity:速度=位移/時間
chemical energy:化學能
以化學方式將能量儲存者,牽涉到原子外層電子的得失
internal energy:內能
泛指物體所隱含的能量
比如說,原子間除了化學能之外,還有移動動能,轉動動能,
還有物質三態變化的位能...等等

動能          回覆於: 2006/7/20 上午 11:19:16                        

我想知道internal energy包括那些動能和位能呢???為什麼一些包括,一些不包括??
for example,internal energy不包括移動動能~~還有當kinetic energy 以另一種形
式儲存在我們體內時,應該叫做chemical還是internal energy呢???當初老師說得很
模糊~~~~~
動能          回覆於: 2006/7/20 下午 07:51:03                        

PUSH~~~

此討論區程式由哇哩勒網路程式SHOP製作 ,程式版權屬於哇哩勒工作室所有   Copyrights© 2000Reserved For Walilay Program Studio

Copyright © 昌爸工作坊(數學網站) All Rights Reserved.