Кинетическая энергия это энергия, которой тело (или система тел) обладает благодаря их движению Т

3.

3.1 В механике различают 2 вида энергии: кинетическая и потенциальная.

Если все тела системы покоятся, то ее Т = 0. Естественно, что кинетическая энергия системы зависит от скорости ее тел, которые в свою очередь, зависят от выбора системы отсчета Кинетическая энергия понятие относительное. Прежде чем говорить о Т (Е_к) необходимо предварительно выбрать систему отсчета.

Сила, действуя на покоящееся тело и вызывая его движение, совершает работу. А энергия движущегося тела возрастает на величину затраченной работы затраченная работа dA идет на увеличение кинетической энергии dT: dA = dT …(4.7)

Тело массой m движется со скоростью V, обладает кинетической энергией

Кинетическая энергия всей системы состоящей из n тел (мат. точек) = сумме кинетических энергий ее составляющих …(4.8)

Изменение кинетической энергии тела равно работе всех сил действующих на это тело.

Положительная работа приводит к увеличению кин. энергии, отрицательная – к ее уменьшению работа силы, вызывающей ускоренное движение тела (возрастание скорости), приводит к увеличению его кинетической энергии. Причем dT= d A

3.2 Потенциальная энергия П – это механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимо-действия между ними.

Потенциальной энергий обладает тело, поднятое над землей, сжатая или растянутая пружина, заряженное тело, находящееся в электрическом поле.

Нет физического смысла в понятии «потенциальная энергия одного тела». Говоря об энергии поднятого над землей тела, имеют в виду энергию системы тело – земля и т.д. Если речь идет о сжатой или растянутой пружине – о потенциальной энергии частей пружины относительно друг друга и т.д.

Но в различных процессах представляет интерес не сама потенциальная энергия, а ее изменение, которое не зависит от начального уровня энергии. При изменении конфигурации системы изменяется ее П и совершается работа А. Определенному изменению конфигурации системысоответствует совершенно определенное изменение ее потенциальной энергии DP и оно не зависит от промежуточных конфигураций, через которые проходит система Þ не зависит от промежуточных состояний потенциальная энергия системы.

Силы, работа которых не зависит от формы траектории, а зависит только от начального и конечного положения тел, называются консервативными силами (силы упругости, тяготения).

Силы, работа которых зависит от длины и формы траектории называются диссипативными силами (сила трения).

Изменение потенциальной энергии системы связано с работой только консервативных сил этой системы dA = - dP…(4.9)

Например, изменение П системы тело – земля равно работе сил тяжести, взятой с обратным знаком: DP = P₂ - P₁ = F_T(h₂ - h₁) = mq(h₂ - h₁). Приняв за ноль П системы при h = 0 и обозначив P₂ = P и h₂ = h, получим P = mqh…(4.10).

Аналогично, потенциальная энергия деформированной пружины …(4.11)

Если перемещение происходит по замкнутой траектории, то А консервативных сил = 0.

4. В природе существует несколько законов сохранения; некоторые из них следует считать точными, другие – приближенными. Обычно законы сохранения являются следствием свойств симметрии во Вселенной. Существуют законы сохранения энергии, импульса, момента импульса, заряда, числа барионов (протонов, нейтронов и тяжелых элементарных частиц) и т. д.

Закон сохранения энергии – результат обобщения многих экспериментальных данных. Идея этого закона принадлежит М.В. Ломоносову, а количественная формулировка дана немецкими учеными Ю. Майером и Г.Гельмгольцем.

Рассмотрим систему тел, в которой действуют только консервативные силы.

Физическая величина Е, равная сумме кинетической и потенциальной энергии, называется механической энергией системы: E = T + P…(4.12).

Если рассматриваемая нами система является замкнутой, что означает, что в ней действуют только внутренние силы, то работа этих сил может быть выражена как изменение кинетической энергии и она же равна изменению потенциальной энергии.

Т.е: А = DТ = Т₂ - Т₁ (4.7) и А = А = DП = П₁ – П₂ (4.9). (Самый простой пример – падающее с высота тело, П энергия уменьшается, а Т – увеличивается)

Приравняв правые части, имеем

Т₂ - Т₁ = П₁ – П₂ или Т₂ + П₂= П₁ + Т₁ Þ сумма кинетической и потенциальной энергии сохраняется: Е = Т+П = const… (4.13)

Дата добавления: 2014-01-20