| ) กล่าวว่า “พลังงานเป็นสิ่งที่ไม่สามารถสร้างขึ้นใหม่และไม่สามารถทำให้สูญหายหรือทำลายได้ แต่จะเกิดการเปลี่ยนรูปพลังงานจากรูปหนึ่งไปเป็นอีกรูปหนึ่ง” ซึ่งในชีวิตประจำวันเราสามารถนำความรู้เกี่ยวกับกฎการอนุรักษ์พลังงานไปใช้ประโยชน์มากมาย ซึ่งนักเรียนจะได้ศึกษาจากตัวอย่าง ต่อไปนี้ Show 1. การเปลี่ยนพลังงานศักย์โน้มถ่วงเป็นพลังงานจลน์ ตัวอย่างเช่น น้ำกักเก็บไว้ในเขื่อน จะมีพลังงานศักย์โน้มถ่วงสะสมอยู่ เมื่อปล่อยให้น้ำไหลจากเขื่อนไปหมุนกังหันจะมีการเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์ไปเป็นพลังงานจลน์เพื่อนำไปผลิตกระแสไฟฟ้า 2. การเปลี่ยนพลังงานแสงไปเป็นพลังงานเคมี ตัวอย่างเช่น กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช ซึ่งเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมีในรูปสารอาหาร แล้วเก็บสะสมไว้ในเนื้อเยื่อ 3. การเปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานความร้อน ตัวอย่างเช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิงที่มีพลังงานเคมีสะสมอยู่ จะได้พลังงานความร้อน เกิดขึ้น 4. การเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อน ตัวอย่างเช่น เตารีดที่มีขดลวดนิโครมเป็นส่วนประกอบ เมื่อได้รับกระแสไฟฟ้าจะทำให้มีพลังงานความร้อนเกิดขึ้น การเล่น Speed Slider และ Super Spiral ผู้เล่นต้องทำงานโดยการขึ้นบันไดไปจนถึงจุดสูงสุดของเครื่องเล่น ทำให้ผู้เล่นมีพลังงาน ศักย์โน้มถ่วง จากนั้นจึงจะปล่อยให้ตัวเองไถลลงมาตามราง ลงสู่ที่ต่ำ ทุกขณะพลังงานศักย์โน้มถ่วงจะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์มีผลให้ผู้เล่น เคลื่อนที่ลงด้วยความเร็วมากขึ้น ๆ และเพื่อช่วยลดแรงเสียดทาน รางของเครื่องเล่นทั้งสองชนิดจึงมีน้ำหล่อเลี้ยงเพื่อลดแรงเสียดทานระหว่างผู้เล่นกับพื้นราง รางของเครื่องเล่น Speed Slider บางช่วงจะอยู่ในแนวราบ เพื่อชะลอให้พลังงานศักย์โน้มถ่วงเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ไม่เร็วเกินไป ผู้เล่นจึงไถลลงมาด้วยความเร็วที่เหมาะสมไม่สูงจนเกินไปพลังงานกลไม่มีการสูญหายแต่สามารถเปลี่ยนรูปได้ เช่น พลังงานจลน์เปลี่ยนไปเป็นพลังงานศักย์ หรือพลังงานศักย์เปลี่ยนไปเป็นพลังงานจลน์เป็นต้นนั่นหมายถึงพลังงานกลรวมของวัตถุมีค่าคงที่เสมอหรือผลรวมของพลังงานจลน์และพลังงานศักย์มีค่าคงที่เสมอแต่ในความเป็นจริงในธรรมชาติไม่เป็นเช่นนั้นเนื่องจากมีแรงต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุซึ่งส่งผลทำให้เกิดงานของแรงต้านแล้วเปลี่ยนไปเป็นพลังงานความร้อนหรือพลังงานเสียงดังนั้นพลังงานส่วนนี้สามารถรวมกับพลังงานกลแล้วพลังงานรวมจะมีค่าคงที่ซึ่งเป็นไปตามกฎอนุรักษ์พลังงานที่กล่าวว่าพลังงานรวมของระบบจะไม่สูญหายแต่จะเปลี่ยนจากพลังงานหนึ่งไปเป็นอีกพลังงานหนึ่ง กฎการอนุรักษ์พลังงานกล สมมติว่าปล่อยวัตถุมวล m ให้ตกลงแบบเสรี ถ้าขณะที่มวลอยู่สูง 
เมื่อคูณด้วย = = หรือ จากสมการนี้แสดงให้เห็นว่าพลังงานจลน์ของวัตถุที่เพิ่มขึ้นเท่ากับพลังงานศักย์โน้มถ่วงของวัตถุที่ลดลง สมการข้างบนอาจเขียนใหม่ได้ว่า ซึ่งแสดงว่าพลังงานกลของวัตถุ ฯ ตำแหน่งแรกกับตำแหน่งหลังมีค่าเท่ากัน ไม่ว่าจะพิจารณาตำแหน่งแรกและหลังที่ใด สรุปได้ว่า การเคลื่อนที่แบบเสรีของวัตถุภายใต้สนามโน้มถ่วงของโลกโดยไม่มีแรงภายนอกมากระทำ พลังงานกลของวัตถุ ณ ตำแหน่งใดก็ตาม ย่อมมีค่าคงเดิมเสมอ เมื่อวัตถุตกลงพลังงานศักย์โน้มถ่วงจะลดลง ค่าที่ลดลงจะเปลี่ยนไปเป็นพลังงานจลน์ที่เพิ่มขึ้นทุกขณะ ถ้าเราขว้างวัตถุไปจากพื้นดินเป็นโพรเจกไทล์ ทุกๆ ช่วงที่วัตถุเคลื่อนที่ทั้งขาขึ้นและขาลง จะมีพลังงานกล คือ พลังงานศักย์โน้มถ่วงและพลังงานจลน์รวมกันทุกขณะจะคงตัวตลอดการเคลื่อนที่ ทั้งนี้การเคลื่อนที่ดังกล่าวเป็นการเคลื่อนที่ในสนามแรงโน้มถ่วงของโลกและในการเคลื่อนที่นี้แรงของสนามทำงานตลอดเวลาแต่ไม่ทำให้พลังงานกลเปลี่ยน สนามเช่น สนามโน้มถ่วงนี้นับเป็นสนามอนุรักษ์ หรือแรงโน้มถ่วงนับเป็น แรงอนุรักษ์ คือเป็นสนามที่ทำให้พลังงานกลรวมอนุรักษ์ ต่อไปจะพบว่า สนามไฟฟ้าก็เป็นสนามอนุรักษ์เช่นกัน แรงของสปริงโดยเฉพาะสปริงที่มีคุณภาพ เมื่อยืดหรือหดในขอบเขตของการยืดหยุ่นจะมีการสูญเสียพลังงานที่มีในตัวน้อยมาก จึงประมาณว่าแรงของสปริงเป็นแรงอนุรักษ์ได้ และสามารถมีพลังงานศักย์ได้ ตามปกติงานที่ไม่อนุรักษ์จะไม่สามารถคิดพลังงานศักย์ได้ ในกรณีของสปริงนั้น ถ้าสปริงถูกกดให้หดสั้น พลังงานกลของสปริงขณะนั้นมีค่าเท่ากับพลังงานศักย์ยืดหยุ่นเพราะพลังงานจลน์ขณะนั้นมีค่าเป็นศูนย์ เมื่อปล่อยมือ สปริงจะดีดตัวกลับโดยพลังงานศักย์ยืดหยุ่นจะลดลงเปลี่ยนไปเป็นพลังงานจลน์ และเมื่อสปริงเคลื่อนที่กลับมาสู่ตำแหน่งสมดุล พลังงานจลน์จะมีค่ามากที่สุดในขณะที่พลังงานศักย์ยืดหยุ่นลดลงเป็นศูนย์ (ดังนั้นทุกขณะของการเคลื่อนที่พลังงานกลรวมจะมีค่าคงตัว) จากที่กล่าวมาสรุปได้ว่า ในการเคลื่อนที่ของวัตถุภายใต้แรงโน้มถ่วงหรือแรงยืดหยุ่นของสปริง พลังงานกลของวัตถุมีค่าคงตัวเสมอ ซึ่งเป็นไปตาม กฎการอนุรักษ์พลังงานกล (law of conservation of mechanical energy) ที่กล่าวว่า พลังงานกลรวมของวัตถุจะไม่สูญหาย แต่ อาจเปลี่ยนจากรูปหนึ่งไปเป็นอีกรูปหนึ่งได้ เราสามารถหาพลังงานกลรวมได้จากสมการ กฎของการอนุรักษ์พลังงานมีอะไรบ้างกฎอนุรักษ์พลังงาน (อังกฤษ: Conservation of energy) เป็นกฎในทางฟิสิกส์ที่กล่าวว่า พลังงานโดยรวมในระบบแยกส่วน หนึ่ง ๆ จะมีค่าเท่าเดิม หรือพูดได้ว่าพลังงานจะถูกอนุรักษ์ตลอดช่วงเวลา พลังงานที่ป้อนเข้าไปในระบบใดระบบหนึ่ง จะเท่ากับพลังงานที่ส่งออกมา พลังงานไม่สามารถถูกสร้างขึ้นใหม่หรือถูกทำลาย มันทำได้แต่เพียงเปลี่ยนรูปไป ...
ข้อใดเป็นไปตามกฎการอนุรักษ์พลังงานกลจากที่กล่าวมาสรุปได้ว่า ในการเคลื่อนที่ของวัตถุภายใต้แรงโน้มถ่วงหรือแรงยืดหยุ่นของสปริง พลังงานกลของวัตถุมีค่าคงตัวเสมอ ซึ่งเป็นไปตาม กฎการอนุรักษ์พลังงานกล (law of conservation of mechanical energy) ที่กล่าวว่า พลังงานกลรวมของวัตถุจะไม่สูญหาย แต่ อาจเปลี่ยนจากรูปหนึ่งไปเป็นอีกรูปหนึ่งได้
ข้อใดคือพลังงานกลพลังงานกล (Kinetic Energy)
เป็นพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ จะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อมีวัตถุเคลื่อนไหวหรือเคลื่อนที่ เช่น รถที่กำลังวิ่ง เป็นต้น
พลังงานจลน์มีความหมายว่าอย่างไรพลังงานจลน์ คือพลังงานที่เกิดกับวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ เช่น รถยนต์กำลังแล่น เครื่องบินกำลังบิน พัดลมกำลังหมุน น้ำกำลังไหลหรือน้ำตกจากหน้าผา ธนูที่พุ่งออกจากคันศร จักรยานที่กำลังเคลื่อนที่ เป็นต้น จึงกล่าวได้ว่า พลังงานจลน์ล้วนเป็นพลังงานกลที่สามารถเปลี่ยนรูปกลับไปกลับมาได้
|
กฎการอนุรักษ์พลังงาน หมายถึงข้อใด
ลิขสิทธิ์ © 2024 th.ketiadaan Inc.
