Понятие о механической работе и энергии. Мощность

Энергия – универсальная мера различных форм движения и взаимодействия.

Работа силы – характеристика процесса обмена энергии между взаимодействующими телами.

Элементарной работой силы F на перемещение dr называется скалярная величина dA = F dr = F cosα ds = Fs ds где α – угол между векторами F и dr; ds = ׀dr׀ – элементарный путь; Fs – проекция вектора F на вектор dr. Единица работы - джоуль; 1Дж-работа совершённая силой в 1Н на пути в 1 метр.

Мощность характеризует быстроту совершения работы, и равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется точка приложения этой силы. единица мощности - ватт.

1Вт - мощность, при которой за время 1 сек. совершается работа в 1 Дж.

Кинетическая энергия.

Кинетическая энергия мех. системы - это энергия мех. движения этой системы. Работа dA силы Fна пути, который тело прошло за время возрастания скорости от 0 до V , идёт на увеличение кинетической энергии dT тела, т.е. dA = dT. Используя 2 закон Ньютона и умножая обе части равенства на перемещение dr , получим

Консервативные силы. Примеры консервативных сил.

Консервативные силы – силы действующие в потенциальных полях.(Гравитационные силы).

Потенциальные поля – силовые поля характеризующиеся тем, что работа, совершаемая действующими силами при перемещении тела из одного положения в другое, не зависит от того, по какой траектории это перемещение происходит, а зависит только от начального пи конечного положений.

19. Потенциальная энергия частицы в потенциальном поле.

Связь потенциальной энергии и силы.

Закон сохранения энергии материальной точки в потенциальном поле.

Потенциальные кривые. Финитное и инфинитное движение.

Консервативные системы. Закон сохранения энергии в механики.

Консервативные системы — системы, внутри которых силы только консервативные, внешние консервативные и стационарные.

Пример – гравитационные силы.

Для механической энергии закон сохранения звучит так: полная механическая энергия консервативной системы материальных точек остается постоянной.

E = k+V_внутр.+V_внеш. = const

Для замкнутой системы, т.е. для системы, на которую не действуют внешние силы, можно записать:

E = k+ V_внутр = const

Т.е. полная механическая энергия замкнутой системы материальных точек между которыми действует только консервативные силы, остается постоянной.

Абсолютно упругий удар.

Абсолютно упругий удар — удар, при котором не происходит превращение механической энергии в другие виды энергии.