În cazul în care organismele constituie un sistem mecanic închis. interacționează unul cu altul numai prin forțele de gravitație și elasticitate, atunci munca acestor forțe este egală cu diferența dintre energia potențială:
Conform teoremei energiei cinetice, această lucrare este egală cu schimbarea energiei cinetice a corpurilor:
Suma energiei cinetice și potențiale a corpurilor care alcătuiesc un sistem închis și interacționează unele cu altele prin forțe gravitaționale și forțe elastice rămâne neschimbată.
Suma E = Ek + Ep este energia mecanică totală. Am obținut legea conservării energiei mecanice totale:
Legea conservării energiei mecanice este îndeplinită numai atunci când corpurile dintr-un sistem închis interacționează între ele prin forțe conservatoare, adică forțe pentru care poate fi introdus conceptul de energie potențială.
În condiții reale, aproape întotdeauna pe corpurile în mișcare, împreună cu forțele gravitaționale, forțele de elasticitate și alte forțe conservatoare, forțele de frecare sau forțele rezistenței medii acționează.
Forța de frecare nu este conservatoare. Lucrarea forței de frecare depinde de lungimea căii.
Dacă forțele de frecare acționează între corpurile care alcătuiesc un sistem închis, atunci energia mecanică nu este conservată. O parte din energia mecanică este transformată în energia internă a corpurilor (încălzire).
În orice interacțiune fizică, energia nu apare și nu dispare. Se transformă numai de la o formă la alta.
Acest fapt stabilit experimental exprimă legea fundamentală a naturii - legea conservării și transformării energiei.
Legea conservării energiei mecanice și legea conservării impulsului fac posibilă găsirea de soluții la problemele mecanice în acele cazuri în care forțele de acțiune nu sunt cunoscute. Un exemplu de astfel de probleme este interacțiunea de șoc a corpurilor.
Prin impact (sau coliziune) este obișnuit să se numească interacțiune pe termen scurt a corpurilor, ca urmare a căror viteze suferă modificări semnificative. În timpul unei coliziuni între corpuri, forțele de șoc pe termen scurt acționează între ele, a căror magnitudine, ca regulă, este necunoscută. Prin urmare, interacțiunea de șoc nu poate fi luată în considerare direct cu ajutorul legilor lui Newton. Aplicarea legilor de conservare a energiei și impuls în multe cazuri face posibilă excluderea din considerare chiar procesul de coliziune și obținerea unei legături între vitezele corpurilor înainte și după coliziune, ocolind toate valorile intermediare ale acestor cantități.
În mecanică, se folosesc adesea două modele de interacțiune de șoc: coliziuni absolut elastice și absolut inelastice.
Un impact absolut inelastic este o interacțiune de șoc, în care corpurile se conectează (se lipesc împreună) și se mișcă mai departe ca un singur corp.
Cu impact absolut inelastic, energia mecanică nu este conservată. Parcurge parțial sau complet energia internă a corpurilor (încălzire).
Un șoc absolut elastic este o coliziune la care energia mecanică a unui sistem de corpuri este conservată.
Cu impact absolut elastic, impreuna cu legea conservarii impulsului, legea conservarii energiei mecanice este indeplinita.
Articole similare
-
Semnarea și promulgarea legilor de către președintele Federației Ruse - stadopedia
-
Legea conservării energiei - răspunsuri simple la întrebări complexe
Trimiteți-le prietenilor: