Fysikk formler til prøvemuntlig eksamen hjelp.

[Geek_Master]

Jeg trenger litt hjelp til å forstå formler som står på wikipedia. Må få ned noen formler for å sikre meg 6 på prøve muntlig eksamen. Håper dere kan gi noen eksempler så det blir lette å fordøye og hva betyr disse tegnene:

 

Jeg vet der mye jeg ber om, men trenger bare noen til å forenkle det. Trenger virkelig en 6 på prøvemuntlig. Må inn på en bra skole.

Denne er for arbeid i energioverføringer.

[rediger] Energioverføring

 

[rediger] Arbeid

Arbeid er energi anvendt til å utøve en kraft mot et legeme for å flytte dette. Arbeid forbruker energi slik at kraft-forflytningen vil stoppe opp når tilgjengelig energi er oppbrukt.

 

 

Likningen over uttrykker at energi (E) brukt til arbeid er lik skalarproduktet av kraften (vektor) () utøvd mot et punkt på objektet og en infinitesimal forflytning av punktet (vektor) (), integrert over hele forflytningen.

 

I de enkleste beskrivelser antas dette å være samme størrelse som arbeidet som utøves på det aktuelle objektet. I virkeligheten vil ikke all energi forbrukt (som beskrevet ved likningen) overføres til en gjenvinnbar energiform. F.eks. vil noe av energien gå over til varme som ikke kan gjenvinnes til annen nyttig energi. Energimengden i et system som kan brukes til å utføre et arbeid er altså langt mindre enn den totale energimengden i systemet. Den delen som kan brukes til å utføre arbeid kalles eksergi, mens resten kalles anergi

 

Kinetisk energi

Kinetisk energi (bevegelsesenergi) er den delen av et systems energi som er relatert til bevegelse.

 

Likningen over uttrykker at den kinetiske energien (Ek) er lik skalarproduktet av hastigheten () av et legeme og en infinitesimal momentendring (), integrert over hele momentendringen.

 

Ved ikke-relativisiske hastigheter, dvs. hastigheter som er mye lavere enn lyshastigheten, kan vi bruke den newtonske tilnærmelsen

 

hvor

 

Ek er den kinetiske energi

 

m er legemets masse

 

v er legemets hastighet

 

Ved hastigheter lik eller over 10% av lysets, bruker vi den relativistiske formelen:

 

 

hvor

 

v er legemets hastighet

 

m er legemets hvilemasse

 

c er lyshastigheten i vakuum (299 792 458 m/s)

 

er totalenergien for legemet

 

er hvilemasseenergien

 

I form av en Taylorrekke, kan den relativistiske formelen skrives:

 

Herav kan en si at ledd av 2. orden og høyere svarer til unøyaktigheten i den newtonske tilnærmelse for kinetisk energi i forhold til den relativistiske formelen.

 

Og potensiell energi og et eksempel på dette gravitasjonsenergi.

Potensiell energi er den delen av et systems energi som er relatert til den romlige fordeling av systemets komponenter og deres interne vekselvirkning. I et tenkt isolert system av to stasjonære objekter som er plassert langs en x-akse og som utøver en kraft f(x) på hverandre, er systemets potensielle energi definert ved:

 

Her varierer kraften mellom objektene bare med avstanden x, og kraften integreres langs linjen som forbinder de to objektene.

 

For ytterligere å illustrere forholdet mellom kraft og potensiell energi, bruker vi samme eksemplet som over. Hvis den potensielle energien for ett av objektene ved punktet x er U(x), så er kraften som virker på objektet

 

Denne relasjonen viser at kraften mellom objektene virker i retning av minskende potensiell energi, og at størrelsen av kraften er proposjonal med graden av reduksjon av den potensielle energien.

 

Disse to relasjonene, definisjonen av potensiell energi basert på kraft, og kraftens avhengighet av den potensielle energien, viser at begrepene kraft og potensiell energi er sterkt koplet. Hvis to objekter ikke øver noen kraft på hverandre, så er det ingen potensiell energi mellom dem. Hvis to objekter derimot øver en kraft på hverandre, så vil den potensielle energien oppstå naturlig i systemet som en del av dets totale energi. Siden potensiell energi er relatert til krefter, vil en endring i et systems romlige komponentfordeling enten øke eller minske systemets potensielle energi. Når et system endrer tilstand til lavere potensiell energi, så blir energi av en eller annen form frigjort, f.eks. kinetisk energi.

 

[rediger] Gravitasjonsenergi

En masse som slippes et stykke over jordoverflaten har i utgangspunktet en gravitasjonsenergi som er potensiell energi relatert til tyngdekraften fra jorden. Denne energien blir transformert til kinetisk energi ved at tyngdekraften virker på massen, og den potensielle energien reduseres tilsvarende i fallet. I homogent tyngdefelt er potensiell energi gitt ved:

 

hvor m er massen, h er høyden (dvs. avstanden til jordoverflaten) og g er tyngdeakselerasjonen.

 

Denne formelen stemmer kun når vi snakker om et homogent gravitasjonsfelt, der det er lik gravitasjon over alt i dette feltet. Jordas gravitasjonsfelt ved jordoverflaten er tilnærmet homogent, men endrer seg hvis vi beveger oss langt vekk fra overflaten, f.eks. på månen. Da må vi bruke Newtons gravitasjonslov som gir potensiell energi:

 

der M er jordens masse, r er avstand til jordens sentrum, m er gjenstandens massen og γ er gravitasjonskonstanten:

 

Ved sterk gravitasjon, f.eks. nær et sort hull, eller ved høye hastigheter gjelder ikke lenger Newtons formler og Generell relativitetsteori må brukes isteden.

 

En pendel er en god illustrasjon på energikonvertering og energibevarelse. På sitt høyeste punkt er den kinetiske energien null og den potensielle energien har maksimal verdi. På laveste punkt er den kinetiske energien på sitt maksimum, mens den potensielle energi er null. Maksimalverdiene (totalenergien) av de to energiformene er den samme. Hvis en tenker seg en idealsituasjon hvor det ikke er friksjonskrefter til stede, vil energien bevares og pendelen vil svinge evig mellom de to energiformene.

Endret 10. februar 2009 av Geek_Master

[Jaffe]

Virker som du legger deg på et veldig høyt nivå her. Det lange s-lignende tegnet er et integraltegn. Integraler har man ikke med å gjøre før i 3. klasse på VGS. Taylorrekker har du også nevnt, og de er ikke pensum på VGS en gang. Jeg tror du har bedre sjangse på 6-er hvis du prøver å forstå fysikken på et enklere nivå i stedet for å ha med mest mulig av avanserte formler osv. Står det ikke noe om disse tingene på et mer elementært nivå i boka di, siden du har om det?

[Geek_Master]

Slett.

Endret 11. februar 2009 av Geek_Master