能量的基礎(chǔ)知識
也許你會告訴我，我的物理不好啊！能學(xué)好油壓嗎？
別害怕，我們的課程著重點(diǎn)在于用大白話講解一些概念性的知識，不涉及復(fù)雜的公式推論，你們盡可放心學(xué)習(xí)。
在本小節(jié)中，我們主要了解關(guān)于能量、力、力矩、功和功率的概念。
1、能量
能量在實(shí)際生活中是一個看不見，摸不著的東西。它只是我們拿來描述一個物體性質(zhì)的一個術(shù)語，如同顏色亦或是冷暖一樣。
我們先舉一些事例，瞧瞧什么物質(zhì)是具備能量的：
當(dāng)我們說一個物體具有能量時，我們主要關(guān)注以下兩點(diǎn)：
后面我們說過物理學(xué)中能量的定義，能量并非實(shí)際看得見，摸得著的物體，所以很難畫出它的樣子。并且請看圖1，假如你用滑鼠點(diǎn)擊這個動圖，這么你就正在給它施加一定的動能。
圖1
綜上，我們曉得，能量是可以在不同物體之間傳遞的。請看圖2和圖3，都可以挺好證明這一點(diǎn)。
圖2
圖3
當(dāng)能量在物體之間進(jìn)行傳遞時，必然會有一些能量會在這個過程中損失掉，這主要是因?yàn)槟ゲ林惖淖枇σ鸬摹?span style="display:none">Fci物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
我們之所以稱之為損失，是由于她們并沒有起到我們希望它們應(yīng)當(dāng)起到的作用。也就是沒有做有用功，做的都是無用功。
比如：在車輛底盤內(nèi)，當(dāng)物理能從柴油中轉(zhuǎn)化為車輛的動能時，一些能量會以向外充溢熱量以及噪音的方式損失掉了。如圖4所示。
圖4
最完美的引擎是你用手摸起來是冰冷的，并且是完全靜音的。并且，大千世界，蕓蕓眾生，沒有任何系統(tǒng)是這么的完美。生活中我們所見到的一切能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)都是有能量損失的。
正由于磨擦損失的存在，我們可以得出推論，有效的輸出能量總是會大于輸入的能量。圖5挺好地給我們展示了這個推論。
圖5
不過，假如你加上損失掉的能量，這么能量一定是守恒的，也就是輸入的能量等于有效的輸出能量加上損失掉的能量。如下列公式所示。
能量輸入=能量輸出+能量耗損
能量守恒定理說的是能量可以從一種方式變化到另一種方式，而且能量從來沒有被創(chuàng)造或毀滅。在一點(diǎn)處形成的能量必然就會在某一處飄散。
系統(tǒng)的效率是拿來評判有效輸出能量占總的輸入能量的比重；效率越高的系統(tǒng)，就說明越多的能量用于做有用功，相反損失的能量也就越少。
好了，如今我們回到我們明天的主角，油壓系統(tǒng)；油壓系統(tǒng)假如設(shè)計合理，且能得到挺好的維護(hù)，是可以達(dá)到很高的效率的。
2、力
我們先舉一個反例：
一輛列車，以特別快的速率向北行駛。
忽然，列車撞上了一塊巨石，我的天吶。
圖6
呃呃呃，別害怕，沒有人員死傷！
雖然，你須要考慮的只是下邊兩個問題：
1、巨石會何去何從呢？
2、火車會發(fā)哪些變化？
列車的運(yùn)動會減弱，由于它把一部風(fēng)動能給了石頭。
當(dāng)發(fā)生碰撞時，列車對巨石施加了一個力。即列車上的一部份能量傳遞到了石頭上，所以石頭發(fā)生了聯(lián)通。
這么，力到底是指哪些呢？它是兩物體接觸后物理學(xué)中能量的定義，發(fā)生的一種互相作用，這些作用能使二者發(fā)生相對的運(yùn)動。
我們最熟悉的力莫過分重力了。你的身體遭到重力的作用而拖放你向地心運(yùn)動。假如你跳到空中，重力會重新把你拽回地面。瞧瞧圖6的跳一跳，娛樂一下！
圖6
力既即可以使物體沿某一條直線運(yùn)動，也可以使物體繞某一個中心轉(zhuǎn)動。圖7為直線力，圖8為旋轉(zhuǎn)力。
圖7
圖8
多種力可以同時施加在一個物體之上。在圖9所示的吊車上，有多個力施加在上下運(yùn)動的袋子上。究竟有幾個力呢？你們可以思索一下。
圖9
如圖10所示，雖然物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，但這不代表沒有力作用于它。
圖10
其實(shí)，假若一個物體靜止不動，或則以勻速運(yùn)動，這么作用于該物體上的所有力是平衡的。
假如一個物體處在加速運(yùn)動或則是減速運(yùn)動，亦或是運(yùn)動方向發(fā)生改變的過程中，這么作用于該物體上的力是不平衡的。
為了求解作用于物體上的力，你須要曉得下邊兩件事。
舉個事例，我們從客機(jī)上扔下一個質(zhì)量為的重物，如圖11所示。因?yàn)樵獾街亓Φ淖饔茫@個物感受以9.81m/s2的加速度向上加速運(yùn)動。施加于該物體上的重力究竟是多少呢？我們看下邊的估算。
圖11
力=質(zhì)量x加速度，物理式為F=ma
F=2500kgx9.81m/s2
F=24525kg·m/s2
F=24525N
我們繼續(xù)往下看，牛頓是評判力大小的單位。表示這個力能改變某一質(zhì)量塊的運(yùn)動（加速、減速、運(yùn)動方向的改變）的快慢程度
3、力矩
轉(zhuǎn)矩是拿來評判旋轉(zhuǎn)力的大小的數(shù)學(xué)量。
有好多方式可以形成旋轉(zhuǎn)力。最常見的就是如圖13所示，你手去擰螺絲了。
為了估算出圖12中的扭矩，我們須要估算出施加給扳手的合力的大小，以及力臂的厚度。
圖12
扭力=力x力臂
扭力=15x0.2
扭力=3-（Nm）
綜上，施加于老虎鉗上的扭力是3Nm。記住，扭矩的單位是Nm。
4、功
當(dāng)力施加于某一物體時，物感受改變其原來的運(yùn)動狀態(tài)，與此同時，該物感受得到或損失一部份能量。為了評判這部份能量的大小，我們引入功的概念。
假如力作用于物體之上，并沒有改變物體的運(yùn)動狀態(tài)，那就說明沒有發(fā)生能量的傳遞，也就是該力沒有對物體做功。瞧瞧圖13能給你哪些啟發(fā)？
圖13
想要估算出功的大小，你必須曉得以下兩個量：
讓我們舉個反例，如圖14所示，向下舉升15kg的質(zhì)量塊到4米高的位置。為了是描述簡單，我們?nèi)≈亓铀俣鹊闹禐?0m/s2
圖14
力F=質(zhì)量mx加速度a
F=15kgx10m/s2
F=150
功W=力Fx距離S
W=150x4
W=600
功的單位是焦耳J。1J是指1N的力施加于質(zhì)量塊上，使質(zhì)量塊聯(lián)通1m所做的功。
其實(shí)我們用焦耳來評判力對物體做的功，然而焦耳也同樣可以表示物體所暗含的能量的大小。就例如，食物、燃料柴油等所含的能量我們都用焦耳表示。雖然二者并不矛盾，由于力對物體做功，也是物體中能量的互相傳遞的過程。
5、功率
功率是指單位時間內(nèi)力對物體所做的功。它的單位是J/s，也是我們所熟知的瓦特w。
瓦特這個單位是以蒸氣機(jī)的發(fā)明者JamesWatt的名子來命名的，下邊放一張偉人的頭像，供你們膜拜。
瓦特
在上一小節(jié)功的介紹中，我們提到向下舉升15kg的重塊4米的所消耗的功是600J。如今，我們再來估算一下，假如我們想在30s內(nèi)舉升上述重塊，須要消耗多少功率呢？請多關(guān)注圖15的秒表。
圖15
功率P=功W÷時間t
P=600÷30
P=20watts
假如兩個相同的物體以不同的速度聯(lián)通了相同的距離，這么力對她們二者所做的功是相同的。由于，當(dāng)我們在估算功的時侯并未考慮時間誘因。
然而三者所消耗的功率確是絕然不同的。
