Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


«аконы сохранени€ импульса и энергии




Ёнерги€ и импульс €вл€ютс€ важнейшими пон€ти€ми физики. ќказываетс€, что вообще в природе законы сохранени€ играют важную роль. ѕоиск сохран€ющихс€ величин и законов, из которых они могут быть получены, Ц предмет исследований во многих разделах физики. ¬ыведем эти законы простейшим способом из второго закона Ќьютона.

«акон сохранени€ импульса. »мпульс, или количество движени€ p определ€етс€ как произведение массы m материальной точки на скорость V: p = m V. ¬торой закон Ќьютона с использованием определени€ импульса записываетс€ в виде

mdV

= d p = F, (1.3.1)

dt dt

здесь F Ц равнодействующа€ приложенных к телу сил.

«амкнутой системой называют систему, в которой сумма внешних сил, действующих на тело равна нулю:

N

F = å F i = 0. (1.3.2)

i =1

“огда изменение импульса тела в замкнутой системе по второму закону Ќьютона (1.3.1), (1.3.2) составл€ет

d p = 0. (1.3.3)

dt

¬ этом случае импульс системы частиц остаетс€ посто€нной величиной:

N

p = å p i = const. (1.3.4)

i =1

Ёто выражение представл€ет собой закон сохранени€ импульса, который формулируетс€ так: когда сумма внешних сил, действующих на тело или систему тел, равна нулю, импульс тела или системы тел €вл€етс€ посто€нной величиной.

«акон сохранени€ энергии. ¬ обыденной жизни под пон€тием Ђработаї мы понимаем вс€кий полезный труд человека. ¬ физике же изучаетс€ механическа€ работа, котора€ совершаетс€, только когда тело перемещаетс€ под действием силы. ћеханическа€ работа ∆A определ€етс€ как скал€рное произведение силы F, приложенной к телу, и перемещени€ тела Δ r в результате действи€ этой силы:

A A = (F, Δ r) = F A r cosα. (1.3.5)

¬ формуле (1.3.5) знак работы определ€етс€ знаком cos α.

∆ела€ передвинуть шкаф, мы с силой на него надавливаем, но если он при этом в движение не приходит, то механической работы мы не совершаем. ћожно представить себе случай, когда тело движетс€ без участи€ сил (по инерции),

в этом случае механическа€ работа также не совершаетс€. ≈сли система тел может совершить работу, то она обладает энергией.

Ёнерги€ представл€ет собой одно из важнейших пон€тий не только в механике, но и в других област€х физики: термодинамике и молекул€рной физике, электричестве, оптике, атомной, €дерной и физике частиц.

¬ любой системе, принадлежащей физическому миру, энерги€ сохран€етс€ при любых процессах. ћен€тьс€ может лишь форма, в которую она переходит. Ќапример, при попадании пули в кирпич часть кинетической энергии (причем, бóльша€) переходит в тепло. ѕричина этого Ц наличие силы трени€ между пулей и кирпичом, в котором она двигаетс€ с большим трением. ѕри вращении ротора турбины механическа€ энерги€ превращаетс€ в электрическую энергию, а при этом в замкнутой цепи возникает ток. Ёнерги€, выдел€юща€с€ при сжигании химического топлива, т.е. энерги€ молекул€рных св€зей, превращаетс€ в тепловую энергию. ѕрирода химической энергии Ц это энерги€ межмолекул€рных и межатомных св€зей, по сути, представл€юща€ собой молекул€рную или атомную энергию.

Ёнерги€ Ц скал€рна€ величина, характеризующа€ способность тела совершить работу:

E2Ч E1= ∆A. (1.3.6)

ѕри совершении механической работы энерги€ тела переходит из одной формы в другую. Ёнерги€ тела может быть в форме кинетической или потенциальной энергии.

Ёнергию механического движени€

mV 2

W кин =.

(1.3.7)

называют кинетической энергией поступательного движени€ тела. –абота и энерги€ в системе единиц —» измер€етс€ в джоул€х (ƒж).

Ёнерги€ может быть обусловлена не только движением тел, но и их взаимным расположением и формой. “акую энергию называют потенциальной.

 

 

ѕотенциальной энергией обладают друг относительно друга два груза, соединенные пружиной, или тело, наход€щеес€ на некоторой высоте над «емлей. Ётот последний пример относитс€ к гравитационной потенциальной энергии, когда тело перемещаетс€ с одной высоты над «емлей на другую. ќна вычисл€етс€ по формуле

2 2

U= ƒ1 (Fdy) = ƒ1 mgdy= mgy2 Ч mgy1. (1.3.8)ѕри движении тел под действием внутренних и внешних сил, действующих на тело, измен€ютс€ как скорости тел, так и их взаимное расположение. —ледовательно, измен€ютс€ и кинетическа€, и потенциальна€ энерги€. ¬ведем пон€тие полной энергии системы. —умма потенциальной и кинетической энергии тела представл€ет собой полную механическую

энергию тела:

Eпол= Eкин+ U. (1.3.9) ƒл€ замкнутой системы, т.е. дл€ системы, на которую не действуют внешние силы

Eпол= Eкин+ U = const, (1.3.10) т.е. полна€ механическа€ энерги€ замкнутой системы в поле консервативных сил, остаетс€ посто€нной. Ёто выражение представл€ет закон сохранени€ механической энергии.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-02-12; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 3319 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

—ложнее всего начать действовать, все остальное зависит только от упорства. © јмели€ Ёрхарт
==> читать все изречени€...

1235 - | 1191 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.008 с.