Energia cinetică a unui sistem mecanic (K) este energia mișcării mecanice a acestui sistem. Orice corp în mișcare are energie cinetică.
Energia cinetică depinde numai de masa și viteza corpului și este egală cu:
Forța, acționând asupra corpului de odihnă și provocând mișcarea lui, face lucrarea, iar energia corpului în mișcare crește prin cantitatea de muncă petrecută. Astfel, creșterea energiei cinetice a unei particule pe o deplasare elementară este egală cu o lucrare elementară pe aceeași deplasare
Un corp de masă m se mișcă cu viteză. posedă energie cinetică
Energia cinetică este o funcție a stării sistemului, întotdeauna pozitivă, nu aceeași în diferite cadre de referință.
Energia potențială (W) este energia mecanică a unui sistem de corpuri, determinată de aranjamentul reciproc și natura forțelor de interacțiune dintre ele. Energia potențială a sistemului, cum ar fi energia cinetică, este o funcție a stării sistemului. Depinde numai de configurația sistemului și de poziția sa față de corpurile externe.
1. Energia potențială a unui corp de masă m în înălțime h:
2. Energia potențială a unui corp deformat elastic:
Unitatea de energie cinetică și potențială este Joule (J)
Potential de câmp - un domeniu în care activitatea desfășurată de către forțele atunci când se deplasează corpul de la o poziție la alta, nu depinde de traiectoria unei mutări sa întâmplat, dar numai pe pozițiile inițiale și finale. Forțele care acționează în astfel de domenii sunt numite conservatoare. Conservatorul (potențialul) se numește forță, a cărui muncă este determinată numai de pozițiile inițiale și finale ale corpului și nu depinde de forma căii. Forțele conservatoare sunt forțele gravitației, elasticității. Toate forțele centrale sunt conservatoare. În cazul în care activitatea desfășurată de către forța depinde de forma traiectoriei, o astfel de forță se numește disipativ (de exemplu, forța de frecare).
Lucrarea forțelor conservatoare cu o schimbare elementară în configurația sistemului este egală cu creșterea potențialului de energie luată cu semnul minus, deoarece lucrarea se face în detrimentul pierderii energiei potențiale.
Deoarece. atunci. de aici
Un vector se numește gradientul funcției scalare W și caracterizează rapiditatea modificării funcției scalare într-o anumită direcție.
Legea conservării energiei
Energia mecanică totală a sistemului este energia mișcării mecanice și a interacțiunii, care este egală cu suma energiilor cinetice și potențiale.
Legea conservării energiei: în sistemul corpurilor, între care acționează doar forțele conservatoare, energia mecanică totală este conservată, adică nu se schimba cu timpul
Aceasta este legea fundamentală a naturii. Este o consecință a omogenității timpului - invarianța legilor fizice cu privire la alegerea originii timpului.
Sistemele mecanice, care sunt acționate numai de forțele conservatoare (interne și externe), sunt numite sisteme conservatoare. În sistemele conservatoare, energia mecanică totală rămâne constantă. Se pot produce numai transformări ale energiei cinetice în energia potențială și invers în cantități echivalente, astfel încât energia mecanică totală să rămână neschimbată.
Într-un sistem în care, în afară de forțele conservatoare, acționează și forțele disipative, energia mecanică totală nu este conservată. Astfel de sisteme sunt numite disipative. Cu "dispariția" energiei mecanice, există întotdeauna o cantitate echivalentă de energie de altă natură (de exemplu, energia termică). Astfel, energia nu dispare niciodată și nu reapare, ci doar se transformă dintr-o formă în alta. Aceasta este esența fizică a legii conservării și transformării energiei - esența indestructibilității materiei și mișcarea ei.
Impact (coliziune) - o ciocnire a spiritului sau a mai multor corpuri, în care interacțiunea durează un timp foarte scurt.
Lovitura centrală este lovitura la care corpurile se mișcă înainte de impactul de-a lungul unei linii drepte care trece prin centrele lor de masă.
coliziune Absolut elastic - o coliziune a două corpuri, ceea ce a dus la ambele corpuri care interacționează fără a lăsa deformări și toată energia cinetică posedat de organism pentru a sufla după lovitură din nou transformată în energie cinetică. La un impact absolut elastic, impulsul și energia mecanică sunt conservate.
Luați în considerare un impact central direct absolut elastic al celor două bile cu mase m1 și m2. Să denotăm vitezele bilelor înainte de impact și. după impact - și.
Figura 3 - Coliziune absolut elastică a bilelor care se mișcă să se întâlnească reciproc
Legea conservării impulsului în formă vectorică:
Legea conservării energiei:
Exercițiul 1 Studiul coliziunii elastice a bilelor de aceeași masă.
1 Așezați bile de aceeași masă pe suspensii (). Notați valorile masei de bile din suport 1. Asigurați-vă că centrele de masă ale bilelor se află la aceeași înălțime într-un plan paralel cu planul riglei.
2 Înclinați primul colț. iar al doilea în unghi. Date și notați în tabel. Unghiurile sunt stabilite de către profesor.
3 Determinați vitezele primei și celei de-a doua bile înainte de a atinge formula (2.5) (pentru a găsi valoarea în substituția de formula (2.5)., Pentru a găsi formula (2.5), înlocuiți-o). Înregistrați rezultatele în Tabelul 1.
4 Eliberați bilele. Determinați unghiurile și după impact, scrieți valorile în tabel (un student observă unghiul abaterii totale a primei mingi, al doilea elev observă unghiul aruncării totale a celei de-a doua minge).
5 Stabiliți vitezele primei și celei de-a doua bile după ce ați atins formula (2.5). Înregistrați rezultatele în Tabelul 1.
6 Verificați conformitatea cu legea de conservare a impulsului într-un șoc elastic.
Selectați direcția axei de coordonate, găsiți proiecția vitezelor. . și pe axa selectată. Înlocuiți aceste valori în legea conservării momentului. Asigurați-vă că este obținută adevărata egalitate.
7 Calculați deviația relativă în% prin formula :. unde este impulsul sistemului înainte de impact, impulsul sistemului după impact.
Exercițiul 2 Studiul coliziunii elastice a bilelor de diferite mase (.
1 Așezați bile de diferite mase () pe umerase. Notați valorile masei de bile din suport 1. Asigurați-vă că centrele de masă ale bilelor se află la aceeași înălțime într-un plan paralel cu planul riglei.
2 Înclinați primul colț. iar al doilea în unghi. Date și notați în tabel. Unghiurile sunt stabilite de către profesor.
3 Determinați vitezele primei și celei de-a doua bile înainte de a atinge formula (2.5) (pentru a găsi valoarea în substituția de formula (2.5)., Pentru a găsi formula (2.5), înlocuiți-o). Înregistrați rezultatele în Tabelul 1.
4 Eliberați bilele. Determinați unghiurile și după impact, scrieți valorile în tabel (un student observă unghiul abaterii totale a primei mingi, al doilea elev observă unghiul aruncării totale a celei de-a doua minge).
5 Stabiliți vitezele primei și celei de-a doua bile după ce ați atins formula (2.5). Înregistrați rezultatele în Tabelul 1.
6 Verificați conformitatea cu legea de conservare a impulsului într-un șoc elastic.
Selectați direcția axei de coordonate, găsiți proiecția vitezelor. . și pe axa selectată. Înlocuiți aceste valori în legea conservării momentului. Asigurați-vă că este obținută adevărata egalitate.
7 Calculați deviația relativă în% prin formula :. unde este impulsul sistemului înainte de impact, impulsul sistemului după impact.
Exercițiul 3 Studiul coliziunii elastice a bilelor de diferite mase (.
1 Așezați bile de diferite mase () pe umerase. Notați valorile masei de bile din suport 1. Asigurați-vă că centrele de masă ale bilelor se află la aceeași înălțime într-un plan paralel cu planul riglei.
2 Înclinați primul colț. iar al doilea în unghi. Date și notați în tabel. Unghiurile sunt stabilite de către profesor.
3 Definiți viteza prima și a doua bile pentru a lovi cu formula (2.5) (pentru a determina valoarea în formula (2.5) substitut. Pentru a fi în formula (2.5) substitut). Înregistrați rezultatele în Tabelul 1.
4 Eliberați bilele. Se determină valorile unghiurilor și după accident vascular cerebral, se înregistrează valorile din tabel (un elev vede unghiul de deviere totală a primului balon, al doilea elev vede unghiul total de gunoi a doua mingii).
5 Stabiliți vitezele primei și celei de-a doua bile după ce ați atins formula (2.5). Înregistrați rezultatele în Tabelul 1.
6 Verificați conformitatea cu legea de conservare a impulsului într-un șoc elastic.
Selectați direcția axei de coordonate, găsiți proiecția vitezelor. . și pe axa selectată. Înlocuiți aceste valori în legea conservării momentului. Asigurați-vă că este obținută adevărata egalitate.
7 Calculați deviația relativă în% prin formula :. unde este impulsul sistemului înainte de impact, impulsul sistemului după impact
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: