에너지의 구성 요소 이해
롤링 빌어드 볼에는 두 가지 형태의 에너지가 있습니다.
* 번역 운동 에너지 : 이것은 공의 움직임으로 인한 에너지입니다.
* 회전 운동 에너지 : 이것은 공의 회전 운동으로 인한 에너지입니다.
공식
1. 번역 운동 에너지 :
* ke_trans =(1/2) * m * v^2
* ke_trans는 번역 운동 에너지입니다 (Joules)
* m은 공의 질량입니다 (킬로그램)
* V는 볼의 선형 속도입니다 (초당 미터)
2. 회전 운동 에너지 :
* ke_rot =(1/2) * i * ω^2
* ke_rot은 회전 운동 에너지 (줄로)입니다.
* 나는 공의 관성 순간입니다 (kg* m²)
* ω는 볼의 각속도입니다 (초당 라디안)
단단한 구체에 대한 관성 모멘트 :
* 당구 공은 단단한 구로 근사화 될 수 있습니다. 단단한 구체의 관성 순간은 다음과 같습니다.
* i =(2/5) * m * r²
* r은 공의 반경입니다 (미터)
선형과 각속도의 관계 :
* 미끄러지지 않고 볼 롤링의 경우 선형 속도 (V) 및 각속도 (ω)가 관련이 있습니다.
* v =r * ω
총 에너지를 계산하는 단계
1. 필요한 값을 측정하십시오 :
* 당구 공의 질량 (m)
* 볼의 선형 속도 (v)
* 볼의 반경 (R)
2. 각도 속도 (ω)를 계산합니다.
* ω =v / r
3. 관성 모멘트를 계산합니다 (i) :
* i =(2/5) * m * r²
4. 번역 운동 에너지 (ke_trans) :
* ke_trans =(1/2) * m * v^2
5. 회전 운동 에너지 계산 (ke_rot) :
* ke_rot =(1/2) * i * ω^2
6. 총 에너지 계산 (e_total) :
* e_total =ke_trans + ke_rot
예 :
다음과 같은 당구 공이 있다고 가정 해 봅시다.
* 질량 (m) =0.17 kg
* 반경 (R) =0.028 m
* 선형 속도 (v) =1.5 m/s
1. ω :ω =v / r =1.5 m / s / 0.028 m =53.57 rad / s 계산
2. I :i =(2/5) * m * r² =(2/5) * 0.17 kg * (0.028 m) ² =0.000063 kg * m².
3. ke_trans 계산 :ke_trans =(1/2) * m * v² =(1/2) * 0.17 kg * (1.5 m/s) ² =0.191 J
4. ke_rot 계산 :ke_rot =(1/2) * i * ω² =(1/2) * 0.000063 kg * m² * (53.57 rad/s) ² =0.090 J
5. e_total 계산 :e_total =ke_trans + ke_rot =0.191 J + 0.090 J =0.281 J
따라서, 롤링 당구 볼의 총 에너지는 약 0.281 줄입니다.
