Конспект лекций по дисциплине: «Естествознание» Разработал преподаватель icon

Конспект лекций по дисциплине: «Естествознание» Разработал преподаватель


86 чел. помогло.
Смотрите также:
Конспект лекций по дисциплине: “Общая электротехника с основами электронники” Разработал...
Конспект лекций Конспект лекций по дисциплине "Организационное поведение"...
Курс лекций разработал : преподаватель-стажер кафедры «Экономика и организация производства»...
Опорный конспект лекций по дисциплине правовое регулирование маркетинговой деятельности...
Конспект лекций по дисциплине «Автоматизированный электропривод»...
Краткий конспект лекций по дисциплине “ Особенности бухгалтерского учета в других отраслях”...
Конспект лекций по дисциплине информационные технологии на транспорте Нижний Новгород...
Конспект лекций по дисциплине «восстановление деталей и повторное использование материалов» для...
Конспект лекций по дисциплине «психология и педагогика» омск 2005...
Конспект лекций Издательство: Эксмо, 2007 г.; 160 стр. Серия: Экзамен в кармане...
Конспект лекций по дисциплине «сетевые технологии» (дополненная версия) для студентов...
Конспект лекций по учебной дисциплине “Теоретические основы защиты окружающей среды”...



Загрузка...
страницы: 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21
вернуться в начало
скачать
^

Кинетическая и потенциальная энергия



Энергия – самая важная сохраняющаяся величина не только в механике, но и в физике.

Энергией называется скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения материи и мерой перехода движения материи из одних форм в другие.

Для характеристики различных форм движения материи вводятся соответствующие виды энергии, например: механическая, внутренняя, энергия электростатических, внутриядерных взаимодействий и др.

Энергия подчиняется закону сохранения, который является одним из важнейших законов природы.

Механическая энергия Е характеризует движение и взаимодействие тел и является функцией скоростей и взаимного расположения тел. Она равна сумме кинетической и потенциальной энергий.

Работа силы

Работа совершается в природе всегда, когда на какое-либо движущееся тело действует сила. Например: сила тяготения совершает работу при падении капель дождя или камня с обрыва; сила упругости, когда распрямляется согнутое ветром дерево и т.д.

^ Работа силы равна произведению модулей силы и перемещения тела.

А = F·Δr

Работа является скалярной величиной. Она может быть положительной, отрицательной и равной нулю. Единицей измерения работы является джоуль: 1 Дж = 1Н· 1м


^ Кинетическая энергия


Физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости, называется кинетической энергией тела.


^ Кинетическая энергия обозначается буквой Ek.




Теорема о кинетической энергии:

работа равнодействующей сил, приложенных к телу, равна изменению кинетической энергии тела.

A = Ek2 – Ek1.

Так как изменение кинетической энергии равно работе силы, кинетическая энергия тела выражается в тех же единицах, что и работа, т. е. в джоулях.

Если начальная скорость движения тела массой m равна нулю и тело увеличивает свою скорость до значения υ, то работа силы равна конечному значению кинетической энергии тела:




^ Физический смысл кинетической энергии:

кинетическая энергия тела, движущегося со скоростью υ, показывает, какую работу должна совершить сила, действующая на покоящееся тело, чтобы сообщить ему эту скорость.


^ Потенциальная энергия


Потенциальная энергия – это энергия взаимодействия тел.

Потенциальная энергия поднятого над Землей тела – это энергия взаимодействия тела и Земли гравитационными силами. Потенциальная энергия упруго деформированного тела – это энергия взаимодействия отдельных частей тела между собой силами упругости.

^ Потенциальными называются силы, работа которых зависит только от начального и конечного положения движущейся материальной точки или тела и не зависит от формы траектории.

При замкнутой траектории работа потенциальной силы всегда равна нулю. К потенциальным силам относятся силы тяготения, силы упругости, электростатические силы и некоторые другие.

Физическую величину, равную произведению массы тела на модуль ускорения свободного падения и на высоту, на которую поднято тело над поверхностью Земли, называют потенциальной энергией взаимодействия тела и Земли.

Потенциальная энергия обозначается буквой Ер:

Ep = m∙g∙h.

^ Работа силы тяжести при перемещении тела массой m из точки, расположенной на высоте h2, в точку, расположенную на высоте h1 от поверхности Земли, по любой траектории равна изменению потенциальной энергии взаимодействия тела и Земли, взятому с противоположным знаком.

А= – (Ер2 – Ер1).


Значение потенциальной энергии тела, поднятого над Землей, зависит от выбора нулевого уровня, т. е. высоты, на которой потенциальная энергия принимается равной нулю. Обычно принимают, что потенциальная энергия тела на поверхности Земли равна нулю.


^ Физический смысл потенциальной энергии взаимодействия тела с Землей:

потенциальная энергия тела, на которое действует сила тяжести, равна работе, совершаемой силой тяжести при перемещении тела на нулевой уровень.


В отличие от кинетической энергии поступательного движения, которая может иметь лишь положительные значения, потенциальная энергия тела может быть как положительной, так и отрицательной. Тело массой m, находящееся на высоте h, где h < h0 (h0 – нулевая высота), обладает отрицательной потенциальной энергией:

Еp = –m∙gh


^ Потенциальная энергия гравитационного взаимодействия


Потенциальная энергия гравитационного взаимодействия системы двух материальных точек с массами т и М, находящихся на расстоянии r одна от другой, равна





где G – гравитационная постоянная, а нуль отсчета потенциальной энергии (Еp = 0) принят при r = ∞.


^ Потенциальная энергия упруго деформированного тела


Физическая величина, равная половине произведения жесткости тела на квадрат его деформации, называется потенциальной энергией упруго деформированного тела:



^ Физический смысл потенциальной энергии деформированного тела

потенциальная энергия упруго деформированного тела равна работе, которую совершает сила упругости при переходе тела в состояние, в котором деформация равна нулю.


Задачи

  1. Какую работу совершает сила тяжести, действующая на дождевую каплю массой 20 мг, при ее падении с высоты 2 км?

^ Дано:

m = 20 мг = 20· 10-6 кг

h = 2 км = 2 ·103 м

Найти: Ат

Решение:

Работа сила тяжести находится по формуле: А= – (Ер2 – Ер1) , т.к. потенциальная энергия тела, находящегося на поверхности земли равна нулю Ер2 = 0 , то выражение можно записать: : А= – Ер1 = m∙g·h = 20· 10-6 · 2 ·103 · 9,8 = 0.39 Дж.


  1. Скорость свободно падающего тела массой 4 кг на некотором пути увеличилась с 2 до 8 м/с. Найти работу силы тяжести на этом пути.

Решение:

При падении данного тела происходит изменение скорости тела, т.е. изменяется кинетическая энергия тела, поэтому:

А = Ек2 Ек1 = m|/2 · (v2 2 - v2 1) = 4/2· (82 – 22 ) = 120 Дж.


3. Какую работу совершает человек при поднятии груза массой 2 кг на высоту 1 м с ускорением 3 м/с2 ?

Решение:

Работа при перемещении груза на высоту h равна: A = F · h (1)

Сила, с которой необходимо тянуть вверх груз заданной массы определяется согласно 2-му закону Ньютона: ma = F - m g

F = m (a + g)

Подставляем в формулу (1) : А = m h (a + g) = 2· 1 ·(3 + 9,8) = 26 Дж.






оставить комментарий
страница6/21
Солнышкова И.В
Дата27.09.2011
Размер1,2 Mb.
ТипКонспект, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы: 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21
плохо
  42
не очень плохо
  10
средне
  20
хорошо
  23
отлично
  128
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх