 |
Энергия. Закон сохранения энергии.
|
|
|
|
1. Механическая энергия.
Рассмотрим такие примеры: падающий молот производит поковку накаленного железа; часовая гиря,
опускаясь, приводит в действие часовой механизм; расширяющийся водяной пар в цилиндре паровой машины приводит в движение поршень и т.д. Во всех этих случаях тела производят механическую работу и при этом одна форма движения превращается в другую. Для сравнения между собой различных физических форм движения с количественной стороны введена величина, которая является мерой движения – энергия.
Механическая энергия тела измеряется той работой, которую может произвести тело при передаче своего механического движения другим телам или при изменении своего положения в пространстве под действием силы тяжести или сил упругости.
Энергия обусловлена перемещением тел и взаимным расположением тел.
Механическая энергия делится на кинетическую и потенциальную.
2. Кинетическая энергия.
Кинетической называется энергия, обусловленная механическим движением тела и измеряемая работой, которую тело может выполнить до полной остановки.
Например: молоток забивает гвоздь. Чем быстрее он движется и чем он массивнее тем быстрее и глубже он забьет гвоздь, т.е. совершит большую работу, а значит обладает и большей кинетической энергией.
Пусть на покоящееся тело стала действовать какая-то сила и тело при этом пришло в движение, не встречая никакого сопротивления. То
Ек = А = Fs
Т.к. F = ma, а s = 
(т.к. υ0 = 0), следовательно
Кинетическая энергия тела равна половине произведения массы тела на квадрат его скорости:
[Дж]
Кинетическая энергия – это энергия, которой обладают движущиеся тела.
Эта формула применяется в тех случаях, когда работа выполняется за счет полного израсходования его кинетической энергии. Если работа выполняется за счет частичного израсходования кинетической энергии, например, пуля пробивает доску и летит дальше, но уже с другой скоростью то совершенная телом работа равна изменению кинетической энергии:
|
|
|
, где υ1 – начальная скорость,
υ 2 - конечная скорость.
3. Потенциальная энергия.
Тела, поднятые над землей на некоторую высоту, падая, могут совершать работу. Значит система «тело – Земля» обладает энергией.
Энергию, которая определяется взаимным расположением тел или частей одного тела, называют потенциальной энергией.
Ер= mgh
Работа силы тяжести вычисляется по формуле:
А = mgh
Упруго деформированное тело также обладает потенциальной энергией:
Работа силы упругости вычисляется по формуле:
4. Закон сохранения энергии.
В механических явлениях возможен переход кинетической энергии в потенциальную и наоборот. Рассмотрим пример: тело поднято над Землей. Оно обладает потенциальной энергией, кинетическая – равна 0, т.к. тело не движется. Отпустим тело, оно начнет падать. При этом потенциальная энергия будет уменьшаться, т.к. высота будет уменьшаться, а кинетическая энергия будет расти, т.к. растет скорость движения тела.
Отсюда следует, что сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной. Сумму кинетической и потенциальной энергии называют полной механической энергией.
Полная механическая энергия замкнутой системы тел остается постоянной.
Еn= Ек +Еp= Const – закон сохранения энергии
Во всех явлениях природы энергия никогда не исчезает бесследно и не создается из ничего. Она только превращается из одного вида в другой и переходит от одного тела к другому.
Вопросы для самоконтроля и повторения
|
|
|
1.Что называется кинетической энергией? потенциальной энергией?
2.От чего зависит кинетическая энергия? потенциальная энергия?
3.В чем заключается закон сохранения энергии.
Тема.
|
|
|
