Виды взаимодействия и их учет

В природе же существует несколько видов взаимодействия материальных тел: тяготение, упругость, трение, инерция и др.

Энергия (от греч. еnergeia – действие, деятельность), общая колличественная мера движения и взаимодействия всех видов материи.
Под работой в механике понимается величина, характеризую­щая процесс перемещения тела под действием силы (). Еди­ницей измерения работы в системе СИ является джоуль.

Энергия характеризует способность тела совершать работу. Единицей измерения является также джоуль. В механике рассматриваются два вида энергии: движущегося тела – кинети­ческая и определяющаяся взаимным расположением тел или частей тела, действующих друг на друга, а также деформацией тел или его частей – потенциальная.

Кинетическая энергия определяется формулой: ,

где – масса тела; – его скорость движения.

Потенциальная энергия в поле сил тяжести: ,

где h – высота поднятия тела над уровнем поверхности Земли.

Потенциальная энергия упруго деформированного тела: ,

где – величина деформации; К – коэффициент упругости.

Для примера и количественного сопоставления приведем порядок энергий, достигаемых в природе и технике, в Дж: выделяемая при взрыве сверхновой звезды – 10⁴⁴, излучаемая Солнцем за год – 10³⁴, вращения Земли – 10³⁰, получаемая Землей от Солнца за год – 10²⁶, расходуемая человечеством за год – 10²², взрыва водородной бомбы – 10¹⁸, взрыва первой атомной бомбы – 10¹⁴, запуска ракеты – 10¹², потребляемая человеком за сутки – 10⁸, смертельной дозы рентгеновского излучения – 10⁴, испускаемая 1 см² кожи человека в 1 с. – 10^-2, взмаха крылышек мухи – 10^-5, деления ядра урана – 10^-11, электрона в атоме водорода – 10^-16, химической связи – 10^-17, фотона видимого света – 10^-18.

Величина, ха­рактеризующая работу в единицу времени, называется мощностью и определяется в системе СИ в ваттах.

Рассматривая движение материи в широком смысле этого слова, как всякий процесс, всякое изменение материи, можно сказать, что энергия есть количественная и качест­венная характеристика движения, а работа – количественная, харак­теристика превращения одних форм материи в другие.

В замкнутой системе энергия может переходить из одних форм в другие, но ее общее количество не изменяется, так формулируется закон сохра­нения и превращения энергии. Для замкнутой системы выполняется и закон сохранения импульса – суммарный импульс замкнутой системы частиц не изменяется при любых процессах, происходящих в системе:

.

Закон сохранения импульса применим не только к механическим, но и ко всяким изолированным системам.

Дата добавления: 2014-01-07