Энергия, работа, мощность. Кинетическая и потенциальная энергия.Закон сохранения энергии. Графическое представление энергии.
Энергия– универсальная количественная мера движения и взаимодействия всех видов материй.
.
- работа.
Мощность– физич. величина, равная отношению работы ко времени.
, - мгновенная мощность.
;
1 Дж – работа, котор. совершает сила в 1Н на пути 1м.
1 Вт – мощность, при котор. за время в 1с совершается работа в 1 Дж.
Кинетическая энергия(энергия движения):
, где Т – кинетическая энергия.
(2 – ой закон Ньютона)
Потенциальная энергия – часть общей механической энергии системы, определ. взаимным расположением тел и характером сил взаимодействия между ними.
Пусть взаимодейст. тел осуществляется посредствам силовых полей, характеризующ. тем, что работа, совершаемая действующими силами при перемещении тела из одного положения в другое, не зависит от пути перемещения, а зависит только от начального и конечного положений. Такие поля наз. потенциальными, а силы, действующие в них, консервативными (силы тяжести).
потенциальная энергия (работа, выполненная консервативными силами за счет убыли потенциальной энергии).
Закон сохранения энергии:
В замкнутой механической системе, где действуют консервативные силы, механическая энергия сохраняется.
К + П = const
Энергия никуда не исчезает и ни откуда не появляется, она превращается из одного вида в другой.
Потенциальная энергия упругодеформированных тел.
9. Применение закона сохранения в механике на примере удара абсолютно упругих тел.
Удар– встреча двух или более тел, при которых взаимодействие длится очень короткое время.
Центральный удар –если тела до удара движутся вдоль прямой, проходящей через их центры масс.
Прямая, проходящая через точку соприкосновения тел и нормальна к поверхности их соприкосновения, называется линией удара.
Абсолютно упругий удар–столкновение двух тел, в результате которых в обоих взаимодействующих телах не остаётся никаких деформаций, и вся кинетическая энергия, которой обладали тела до удара, после удара снова превращается в кинетическую энергию.
Коэффициентом восстановленияназывается величина, равная отношению нормальных составляющих относительных скоростей после удара к до удара.
-скорость тел после удара; скорость тел до удара.Закон сохранения импульса:
(*)
Подставляя последнее в (*), получим:
.
Рассмотрим след. случаи:
1. , .
1) , , .
После удара 1-ый шар остановится, а 2-ой будет двигаться с той же скоростью и в том же направлении, с которой двигался 1-ый шар до удара.
2)
1-ый шар продолжает двигаться в том же направлении, как до удара, но с меньшей скоростью; скорость 2-го шара после удара больше, чем скорость 1-го после удара.
3)
Направление движения 1-го шара при ударе изменяется на противоположное, 2-ой движется в ту же сторону, что и 1-ый шар до удара, но с меньшей скоростью.
4) , , .
2. , , .
Шары равной массы обменяются скоростями.
10.Применение закона сохранения в механике на примере удара абсолютно неупругих тел.
Абсолютно неупругий удар–столкновение двух тел, в результате которого тела объединяются, двигаясь дальше как единое целое. .
При абсолютно неупругом ударе не выполняется закон сохранения механической энергии.
,
. Если , то , .
1) , , .2) , .