Como calcular o mínimo de energia

Muitas vezes, em física, engenharia de aplicações da ciência , e os materiais , o desempenho do dispositivo pode ser maximizada , minimizando a potência necessária para executar o dispositivo . Em vez de repetir as experiências com o julgamento interminável e erro , o que pode ser caro e consumidor de tempo , é importante ser capaz de calcular potência mínima . Enquanto o cálculo pode ser entediante , dependendo de como a equação é complicada para poder , o processo global de encontrar o mínimo é simples . Ele, no entanto requer conhecimento de calculus.Things básicas que você precisa

Lápis e papel

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Cálculo mínimo de energia

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Localizar ou derivar o equação de poder para a sua configuração particular. Se você não é dada a equação, calculá-lo do trabalho e tempo , ou de força e velocidade . Se você não tem essas variáveis ​​, calculá-los a partir de suas respectivas equações. Continue indo para trás , calculando variáveis ​​mais simples com base nas informações que você tem.

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Decida a variável que você deseja mudar, a fim de minimizar o poder. Por exemplo , se o dispositivo envolve uma mola, e você quer saber que tipo de mola de usar, você irá minimizar o poder com respeito a primavera constante (k). Se em vez disso , você quer saber o quão longe a puxar a primavera, você irá minimizar o poder no que diz respeito ao deslocamento (x).

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Tome a derivada da equação de poder em relação ao a variável que você escolheu no passo 2.

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Definir a derivada igual a zero, e resolver para a variável da etapa 2. Essa resposta é chamado de ponto crítico.

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Ligue este valor na equação de poder encontrar o valor extremo de poder. Note que este valor pode ser o máximo ou o mínimo de energia , por isso é importante para avançar para a próxima etapa.

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Verifique novamente se a sua resposta é o mínimo absoluto , ligando ” endpoints ” – . os menores e maiores valores possíveis do passo variável 2 Às vezes , os terminais trará um poder menor do que o encontrado , definindo a derivada igual a zero. Nesse caso , certifique-se que o ponto final é uma resposta física razoável, e usá-lo em seu lugar.

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Muitas vezes, a solução para a variável que produz o mínimo de energia vai dar vários pontos críticos possíveis . Neste caso , conecte cada valor – , bem como os pontos finais – para descobrir qual o valor rende a potência mínima absoluta ( o menor resposta )

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