Законы сохранения работы, мощности, энерги. Законы сохранения работы, мощности, энергии
 Скачать 414.92 Kb.
|
|
Лекция 6 Законы сохранения работы, мощности, энергии  Мощностью постоянной силы называется физическая величина, равная работе силы, совершенной в единицу времени: .  ( Можно также рассмотреть понятие КПД, для примера привести КПД наклонной плоскости) Энергия – универсальная мера движения и взаимодействия материи, для которой выполняется закон сохранения. Энергия характеризует способность совершить работу. Изменение какого - либо вида энергии всегда происходит за счет совершения работы. Единицы измерения энергии такие же, как единицы измерения работы, в СИ [Е]= 1Дж (джоуль). Кинетическая энергия – это энергия движения тела. Она зависит от массы тела и его скорости и вычисляется по формуле:  Где m - масса тела, скорость тела. Кинетической энергией обладают все движущиеся тела. (обратить внимание: кинетическая энергия всегда неотрицательна; не зависит т направления движения; энергия движения тела как целого) Используя определение работы и второй закон Ньютона можно показать, что изменение кинетической энергии тела равно работе всех сил, действующих на тело:  Потенциальная энергия - это энергия взаимодействия тел или частей одного и того же тела. Примеры потенциальной энергии: а) В поле сил тяжести, энергия взаимодействия тела с Землей : , где m - где масса тела, - ускорение свободного падения, высота подъема тела над поверхностью Земли.  б) При действии упругих сил, энергия взаимодействия деформированных частей пружины или стержня между собой:  где коэффициент жесткости пружины, x – величина деформации. Потенциальные силы – силы, в результате действия которых тел обладает потенциальной энергией. Работа потенциальных сил всегда равна разности потенциальных энергий в начальном и конечном положениях и не зависит от формы пути перехода из начального положения в конечное положение: Например, работа силы тяжести при подъеме груза в высоты на высоту равна: Работа силы упругости при растяжении (сжатии) пружины или стержня от деформации до деформации равна: (Обратить внимание: работа потенциальных сил на замкнутом пути всегда равна нулю) Механическая энергия тела или системы тел равна сумме кинетической и потенциальной энергий тел, входящих в эту систему: Если в рассматриваемой механической системе действуют только потенциальные силы, то система называется консервативной. Для таких систем выполняется закон сохранения механической энергии: Механическая энергия консервативной системы остается постоянной при любых движениях тел, входящих в эту систему. Другими словами, механическая энергия системы остается постоянной, если в ней действуют только потенциальные силы. При движении системы потенциальная и кинетическая энергии тел могут изменяться, но их сумма остается неизменной с течением времени: (Обратить внимание: Если механическая энергия системы уменьшается, говорят, тело совершает положительную работу против сил трения (сопротивления). Показать пример скатывания и соскальзывания с наклонной плоскости. Рассмотреть изменение энергии). При действии сил трения, сопротивления механическая энергия за счет работы этих сил уменьшается (переходит во внутреннюю энергию хаотического движения молекул тел), при действии силы тяги – увеличивается за счет уменьшения внутренней энергии. В природе кроме механической энергии, существуют другие виды энергии: внутренняя, электромагнитная, ядерная, и т.д. Из обобщения опытных фактов установлен общефизический закон сохранения полной энергии: энергия не возникает ниоткуда и не исчезает бесследно, а только переходит из одного вида в другой. |