می تواند انرژی جنبشی بدن بدون تغییر باقی بماند. انرژی مکانیکی

• در مکانیک، انرژی سیستم بدن توسط موقعیت بدن و سرعت آنها تعیین می شود. ما برای اولین بار متوجه شدیم که چگونه انرژی های انرژی به سرعت آنها بستگی دارد.

ما محاسبه نیروی عمل بر روی بدن (نقطه ماده) وزن M، در یک مورد ساده، زمانی که بدن به طور مستقیم حرکت می کند، نیرو ثابت است و جهت آن هماهنگ با جهت سرعت است.

هنگامی که بدن به Δ منتقل می شود، سرعت آن از 1 به مقدار 2 متغیر است. ما محور مختصات X را انتخاب می کنیم، به طوری که بردارها، 1، 2 و Δ پوشش داده می شوند، با این محور (شکل 6.8). سپس کار قدرت

شکل. 6.8.

با توجه به فرمول سینماتیک (1.20.8)، حرکت بدن هنگام حرکت با شتاب ثابت برابر است

در مورد ما، v 1 \u003d v 2، v 0x \u003d v 1، x \u003d a.

بنابراین، بیان برای کار (6.5.1) فرم را می گیرد

با توجه به قانون دوم نیوتن \u003d متر. از این رو،

مقدار برابر نیمی از توده بدن بر روی Adratus سرعت آن به نام جنبشی (1) انرژی نامیده می شود.

با انرژی جنبشی از طریق E K:

هر جسم متحرک دارای انرژی متناسب با جرم و یک مربع از سرعت است.

با توجه به تعریف انرژی جنبشی (6.5.4)، بیان (6.5.3) برای کار می تواند بازنویسی شود:

برابری (6.5.5) قضیه را بر تغییر در انرژی جنبشی بیان می کند: تغییر انرژی جنبشی بدن (دقیق تر، نقطه مادی) برای یک دوره زمانی خاص برابر با کار انجام شده در این زمان توسط نیروی عمل بر روی بدن

انرژی جنبشی افزایش می یابد اگر کار مثبت باشد و با کار منفی کاهش یابد.

می توان ثابت کرد که قضیه (6.5.5) نیز معتبر است و در مواردی که نیروی متغیر بر روی بدن عمل می کند و در طول مسیر منحنی حرکت می کند.

انرژی جنبشی در همان واحد به عنوان کار بیان می شود، I.E. در Joules.

از آنجا که انرژی جنبشی یک بدن جداگانه توسط جرم و سرعت آن تعیین می شود، بستگی ندارد که آیا این بدن با سایر اجساد ارتباط برقرار می کند یا خیر. ارزش انرژی جنبشی بستگی به سیستم مرجع، و همچنین ارزش سرعت دارد. انرژی جنبشی سیستم بدن برابر با مجموع انرژی جنبشی بدن های فردی موجود در این سیستم است.

ضروری است که در اثبات قضیه تغییر در انرژی جنبشی، ما تنها از تعریف کار و قانون دوم نیوتن استفاده کردیم. هیچ پیش فرضیه ای در مورد ماهیت نیروهای تعامل بین بدن وجود ندارد. این می تواند نیروهای قبر، قدرت کشش یا نیروی اصطکاک باشد.

بدن متحرک دارای انرژی جنبشی است. این انرژی برابر با کارهایی است که باید انجام شود تا میزان بدن را از مقادیر صفر تا V افزایش دهد.

(1) از کلمه یونانی Kinema - جنبش.

قانون حفاظت از انرژی.

افزایش انرژی های بالقوه رها شده است

بدن به دلیل از دست دادن انرژی جنبشی آن است؛

هنگامی که بدن سقوط می کند، افزایش انرژی جنبشی

به دلیل کاهش انرژی بالقوه رخ می دهد، بنابراین

انرژی کامل مکانیکی بدن تغییر نمی کند 1.

به طور مشابه، اگر یک بهار فشرده بر روی بدن اعمال شود، سپس

او می تواند بدن را به سرعت، I.E.

انرژی جنبشی، اما در همان زمان بهار خواهد شد

درست کردن و انرژی بالقوه آن ارتباط برقرار خواهد کرد

کاهش به ترتیب؛ مقدار بالقوه I.

انرژی های جنبشی ثابت باقی خواهند ماند. اگر بر روی بدن باشد،

علاوه بر بهار، قدرت گرانش نیز معتبر است، هر چند

انرژی جنبش بدن هر نوع تغییر خواهد کرد اما

مقدار انرژی بالقوه پتانسیل قبر

چشمه های انرژی و انرژی جنبشی بدن دوباره

ثابت باقی خواهد ماند.

انرژی می تواند از یک گونه به دیگری حرکت کند

می تواند از یک بدن به دیگری حرکت کند، اما به طور کلی

1 Landsberg G.S. فیزیک کتابشناسی ابتدایی. جلد 1. M.؛ 1995 2 بوتیک E.I. فیزیک برای ورود به دانشگاه ها. 1982

تامین انرژی مکانیکی بدون تغییر باقی می ماند. آزمایش

و محاسبات نظری نشان می دهد که در غیاب

نیروهای اصطکاک و زمانی که تنها نیروهای الاستیسیته و تنگ را در معرض قرار می دهند

به اشتراک گذاشتن کل پتانسیل و انرژی جنبشی

بدنها یا سیستم های سیستم در همه موارد ثابت باقی می ماند

این قانون حفاظت از مکانیکی است

ما قانون حفاظت از انرژی را نشان می دهیم

تجربه بعدی توپ فولادی در حال سقوط با برخی

ارتفاع در فولاد یا اجاق گاز شیشه ای و ضربه

در مورد او، تقریبا در همان ارتفاع پر می شود

سقوط. در حالی که توپ یک محدوده کامل را حرکت می دهد

تحولات انرژی. هنگامی که انرژی بالقوه کاهش می یابد

انرژی جنبشی توپ را وارد می کند. وقتی توپ

اجاق گاز را لمس کنید، و آن را شروع کنید

تغییر شکل دهید انرژی جنبشی تبدیل می شود

انرژی بالقوه تغییر شکل الاستیک از توپ و

صفحات، و این روند تا زمانی ادامه می یابد

توپ متوقف نخواهد شد، به عنوان مثال، در حالی که تمام جنبشی او

انرژی به انرژی بالقوه انرژی منتقل نخواهد شد

تغییر شکل. سپس تحت عمل نیروهای الاستیک

اسلب تغییر شکل توپ به دست می آید سرعت،

کارگردان: تغییر شکل دهی ارشد

و توپ متوقف می شود، انرژی جنبشی توپ.

با حرکت بیشتر سرعت توپ زیر

اثر گرانش کاهش می یابد و جنبشی

انرژی به انرژی بالقوه تبدیل می شود

گرانش، در بالاترین نقطه، توپ دوباره

فقط انرژی بالقوه گرانش.

ارتفاع که او شروع به سقوط کرد، انرژی بالقوه

توپ در ابتدا و در پایان فرآیند شرح داده شده است

یکسان بیشتر در هر زمان در همه

تحولات انرژی مقدار انرژی بالقوه

گرانش، انرژی بالقوه تغییر شکل الاستیک، و

انرژی جنبشی تمام وقت باقی می ماند.

برای فرایند تبدیل انرژی بالقوه،

با توجه به قدرت گرانش، در جنبشی و عقب

هنگامی که سقوط و بلند کردن توپ، آن را ساده نشان داده شد

محاسبه ممکن است مطمئن شوید که

تبدیل انرژی جنبشی به پتانسیل

انرژی تغییر شکل الاستیک صفحه و توپ و سپس

روند معکوس تبدیل این انرژی در

انرژی سینتیک انرژی تندرست

انرژی بالقوه گرانش، انرژی الاستیک

انرژی فشار و انرژی جنبشی همچنان ادامه دارد

بدون تغییر، به عنوان مثال، قانون حفاظت از انرژی مکانیکی

ساخته شده

حالا ما می توانیم توضیح دهیم که چرا قانون شکسته شد

حفاظت از کار در یک ماشین ساده که

تغییر شکل زمانی که انتقال کار: واقعیت این است که

کار در یک انتهای ماشین به طور جزئی یا

به طور کامل در تغییر شکل ساده ترین صرف شده است

ماشین آلات (اهرم، طناب، و غیره)، ایجاد برخی

انرژی تغییر شکل بالقوه و تنها باقی مانده

این کار به انتهای دیگر دستگاه منتقل شد. در مجموع همان

کار را همراه با انرژی تغییر شکل انتقال داد

به نظر می رسد برابر کار صرف شده است. در مورد مطلق

سفتی نئو اهرم، طناب کوتاه و

و غیره ماشین ساده نمی تواند انرژی خود را در خود تجمع، و

تمام کارهای تولید شده در یک طرف به طور کامل است

انتقال به انتهای دیگر.

نیروی اصطکاک و قانون حفاظت از مکانیکی

انرژی. تماشای توپ در حال حرکت

تندرست بر روی اجاق گاز، شما می توانید آن را پیدا کنید

هر ضربه توپ به کمی کوچکتر افزایش می یابد

ارتفاع از قبل، به عنوان مثال، انرژی کامل در آن باقی نمی ماند

دقت ثابت، و به تدریج کاهش می یابد؛ این به آن معناست که

قانون حفاظت از انرژی در این فرم به عنوان ما

فرموله شده، تنها در این مورد مشاهده می شود

تقریبا 2 دلیل این است که در این تجربه

کسانی که نیروهای اصطکاک بوجود می آیند؛ مقاومت هوا در آن

اهم حرکت توپ، و اصطکاک داخلی در آن بسیار

توپ و صفحات مواد. به طور کلی، با اصطکاک

حفاظت از انرژی مکانیکی همیشه نقض می شود و

بدن های انرژی کامل کاهش می یابد. با توجه به این کاهش

انرژی و کار علیه نیروهای اصطکاک. مثلا

eP، زمانی که بدن از نرخ ارتفاع بالا می افتد،

با توجه به اقدام افزایش نیروهای مقاومت

متوسط، به زودی ثابت می شود؛ جنبشی

انرژی بدن متوقف می شود، اما پتانسیل آن

انرژی کاهش می یابد. کار در برابر مقاومت مقاومت

هوا باعث گرانش می شود به علت پتانسیل

انرژی بدن اگر چه در همان زمان برخی از کینا گزارش داد

انرژی الکتریکی در اطراف هوا، اما کمتر است

از پیروی از انرژی بالقوه بدن، و بنابراین، کل

انرژی مکانیکی AYA کاهش می یابد.

کار بر علیه نیروهای اصطکاک می تواند انجام شود

انرژی جنبشی. به عنوان مثال، هنگام رانندگی قایق، -

کدام حوضچه از ساحل حوضچه، نظارت بالقوه

قایق Aya ثابت باقی می ماند، اما به دلیل مقاومت

آب سرعت قایق را کاهش می دهد، I.E. او

انرژی جنبشی، من انرژی جنبشی را افزایش می دهم

آب در همان زمان مشاهده شد، کمتر از کاهش

انرژی قایق سینتیکی.

به همین ترتیب، نیروهای اصطکاک بین سخت است

بدن بدن به عنوان مثال، سرعت که بدست می آید

محموله با یک هواپیما شیب دار و

بنابراین، انرژی جنبشی او کمتر از آن است

که او فقدان اصطکاک را به دست آورد. ممکن است

زاویه تمایل هواپیما را انتخاب کنید که محموله خواهد بود

sLISE به طور مساوی در عین حال پتانسیل آن

انرژی کاهش می یابد و جنبشی - اقامت

ثابت و کار علیه نیروهای اصطکاک مرتکب خواهد شد

با توجه به انرژی بالقوه

در طبیعت، تمام جنبش ها (به استثنای حرکات در

خلاء، مانند حرکات بدن های آسمانی)

اصطکاک Peep. بنابراین، با چنین حرکات، قانون

حفاظت از انرژی مکانیکی شکسته و این

نقض همیشه در یک جهت اتفاق می افتد - به طرف

کاهش انرژی کامل

تبدیل انرژی مکانیکی در

انرژی درونی. ویژگی نیروهای اصطکاک شامل

همانطور که ما دیده ایم، در این واقعیت که کار علیه نیروها انجام می شود

اصطکاک به طور کامل به جنبشی تبدیل نمی شود

بدن های انرژی بالقوه؛ به عنوان یک نتیجه، کل

انرژی های انرژی مکانیکی کاهش می یابد. با این حال، کار

نیروهای اصطکاک بدون ردیابی ناپدید نمی شوند. اول از همه، د

آشکارساز بدن با حضور اصطکاک منجر به گرمایش آنها می شود.

ما به راحتی می توانیم آن را به طور جدی دستگیر کنیم

کشش نوار فلزی بین سیستم عامل

دو قطعه چوب؛ نوار حتی به لمس قابل توجه

گرما افرادی ابتدایی، همانطور که می دانید، استخراج می شود

اصطکاک سریع از قطعات خشک چوب برای یکدیگر.

گرما نیز در هنگام انجام کار رخ می دهد

علیه قدرت. اصطکاک داخلی، به عنوان مثال زمانی که

خم شدن سیم مکرر گرمایش در

جنبش مرتبط با غلبه بر نیروهای اصطکاک اغلب

این خیلی قوی است. به عنوان مثال، زمانی که ترمز قطار

پد های ترمز بسیار گرم هستند. در طول فرود

کشتی با استپل های آب برای کاهش اصطکاک

stapels فراوان روانکاری شده است، و در عین حال حرارت دادن به همین دلیل است

iO که روان کننده سیگار می کشد، و گاهی اوقات حتی روشن می شود.

هنگام انتقال تلفن در هوا با سرعت کم،

به عنوان مثال، هنگام رانندگی سنگ رها شده، مقاومت

هوا کوچک است، برای غلبه بر نیروهای اصطکاک

یک کار کوچک صرف می شود، و سنگ عملا نیست

گرما اما به سرعت پرواز گلوله گرم می شود

خیلی قوی تر با سرعت بالا واکنش پذیر

هواپیما باید اقدامات ویژه ای را اتخاذ کند

برای کاهش گرمایش هواپیما. کم اهمیت

شهاب سنگ ها با سرعت های بزرگ پرواز می کنند (ده ها تن

کیلومتر در ثانیه) به فضای زمین در حال تجربه است

چنین قدرت بزرگی از مقاومت در برابر محیط زیست، که به طور کامل است

سوختگی در جو گرمایش در فضای هنر

یک ماهواره کوچک از زمین به زمین بازگشت

عالی است که باید یک ویژه نصب کنید

حفاظت از حرارت

علاوه بر گرمایش، اجسام مالش ممکن است تجربه کنند و

تغییرات دیگر به عنوان مثال، آنها می توانند خرد شوند،

پرتاب در گرد و غبار، ذوب شدن ممکن است رخ دهد، به عنوان مثال

بدن های انتقال از حالت جامد به مایع: یک قطعه یخ

ممکن است به عنوان یک نتیجه از اصطکاک در مورد قطعه دیگری ذوب شود

یخ یا در مورد هر بدن دیگر.

بنابراین، اگر حرکت بدن با نیروهای غلطی همراه باشد

اصطکاک، پس از آن با دو پدیده همراه است: الف) مقدار

انرژی جنبشی و بالقوه همه شرکت کنندگان

در بدن های حرکت کاهش می یابد؛ ب) تغییر رخ می دهد

حالت بدن، به طور خاص، گرمایش می تواند رخ دهد.

این تغییر وضعیت بدن همیشه است

راه در بدن جدید بدن می تواند تولید کند

کار بزرگ از اصل اصلی است. بنابراین، به عنوان مثال، اگر

پور به یک بسته از یک لوله فلزی پایان

کمی اتر و کشیدن لوله با یک پلاگین، آن را نگه دارید

دو صفحه و منجر به چرخش سریع، سپس

اتر تبخیر می شود و پنبه را فشار می دهد. این به معنای نتیجه است

بر روی غلبه بر نیروهای اصطکاک کار می کند

لوله با اتر به دولت جدیدی رسید که در آن او بود

قادر به انجام کار مورد نیاز برای فشار دادن بود

corks، I.E.، کار در برابر نیروهای اصطکاک برگزار شد

لوله لوله، و کار رفتن به ترافیک

انرژی جنبشی. در حالت اولیه لوله با

اتر نمی تواند این کار را انجام دهد.

بنابراین، بدن گرمایش، و همچنین دیگران

تغییرات در وضعیت خود، همراه با تغییر

"سهام" توانایی این بدن برای کار. ما

ما می بینیم که "ذخیره سازی عملکرد" \u200b\u200bبستگی دارد، علاوه بر این

مقررات بدن نسبت به زمین علاوه بر آنها

فشار و سرعت آنها، همچنین از دولت تلفن. به این معنی

علاوه بر انرژی بالقوه گرانش و کشش و انعطاف پذیری و

بدن انرژی جنبشی هر دو انرژی دارد

بسته به دولت او "آن را نامیده می شود

انرژی درونی. انرژی بدن داخلی بستگی دارد

درجه حرارت آن، در مورد اینکه آیا بدن جامد است،

مایع یا گازی، به عنوان یک سطح بزرگ،

آیا جامد یا ریز خرد شده است؟

د به طور خاص، درجه حرارت بدن بالاتر از آن است

انرژی درونی.

بنابراین، اگر چه هنگام رانندگی مربوط به

تکمیل نیروهای اصطکاک، سیستم های انرژی مکانیکی]

بدن های متحرک کاهش می یابد، اما آنها را افزایش می دهد

انرژی درونی. به عنوان مثال، زمانی که ترمز ترمز

کمتر از انرژی جنبشی آن همراه است

افزایش انرژی داخلی پد ترمز

چرخ های باند، ریل، هوا محیط، و غیره در

نتیجه گرمایش این بدن ها.

همه موارد فوق نیز به این موارد اعمال می شود

به عنوان مثال، نیروی اصطکاک در داخل بدن بوجود می آید، به عنوان مثال، در همه

موم مربع نانیا، با اعتصاب ناخوشایند توپ های سرب

هنگام حمل یک قطعه سیم و غیره.

ماهیت جهانی قانون حفاظت از انرژی.

نیروهای اصطکاک موقعیت خاصی را در این مورد اشغال می کنند

قانون ذخیره سازی آن از انرژی مکانیکی. اگر اصطکاک نیروهای

نه، قانون حفاظت از انرژی مکانیکی مشاهده می شود

xia: سیستم انرژی مکانیکی کامل باقی می ماند

ثابت اگر نیروی اصطکاک اعمال شود، پس انرژی

دیگر ثابت نیست، اما هنگام حرکت کاهش می یابد. ولی

در عین حال، انرژی داخلی همیشه در حال رشد است. با توسعه

فیزیک تمام انواع انرژی جدیدی را نشان داد:

انرژی نور شناسایی شده، انرژی الکترومغناطیسی

امواج، انرژی شیمیایی در مواد شیمیایی ظاهر می شود

واکنش ها (به عنوان یک فرد اندازه گیری کافی است تا حداقل مشخص شود

در انرژی شیمیایی ذخیره شده در مواد منفجره

مواد و تبدیل به مکانیک و حرارتی

انرژی انفجار) سرانجام هسته ای باز شد

انرژی. معلوم شد که کار در بالای بدن انجام می شود

برابر با افزایش مقدار انواع انرژی بدن؛ کار

همان اجسام ساخته شده توسط برخی از بدن،

این برابر با انرژی کل این بدن است. برای همه

انواع انرژی معلوم شد که ممکن است انتقال انرژی از آن باشد

یک گونه در دیگری، انتقال انرژی از یک بدن به

یکی دیگر، اما برای همه چنین انتقال؛ کل انرژی

همه چیز تمام وقت باقی می ماند به شدت ثابت است. در آن

جهانی بودن قانون حفاظت از انرژی حمل می شود.

اگر چه مقدار کل انرژی ثابت باقی می ماند

مقدار انرژی مفید برای ما می تواند کاهش یابد

و در واقع به طور مداوم کاهش می یابد. انتقال

انرژی به شکل دیگری می تواند به معنای گذار به آن باشد

شکل بی فایده برای ما در مکانیک اغلب آن است -

گرمایش محیط، مالش سطوح و

t p چنین زیان ها نه تنها ناکارآمد است، بلکه مضر است

در مکانیزم های خود؛ بنابراین برای جلوگیری از

overheating باید به طور خاص خنک کننده باشد

بخشی از مکانیسم ها.

آیا قوانین حفاظت به خوبی شناخته شده است؟ // کینانت - 1987. - شماره 5 - ص. 32-33.

با توجه به توافق ویژه ای با هیئت تحریریه و سردبیران مجله "کوانت"

چیزها نمی توانند از هیچ چیز ایجاد کنند و نه
پس از اتمام دوباره به تماس با هیچ چیز ...
ماشین لوکرتیا "بر اساس ماهیت چیزها"

توسعه فیزیک با ایجاد انواع قوانین حفاظت شده همراه بود که استدلال می کنند که در سیستم های جداگانه، مقادیر خاصی نمی توانند رخ دهند یا ناپدید شوند. ایده هایی که چنین قوانینی وجود دارد، در عمق قرن ها بوجود آمد: حلقه، که در Epigraph نشان داده شده است، نشان دهنده نگاه های عتیقه ای است. امروزه، بسیاری از چنین قوانینی به فیزیکدانان شناخته شده اند، بعضی از آنها آشنا هستند و شما قوانینی برای حفظ حرکت، انرژی، هزینه است. مطالعه بیشتر فیزیک به شما این امکان را می دهد که بدانید که قوانین بسیار غیر معمول حفاظت، به عنوان مثال، عجیب و غریب، تقصیر و جذابیت وجود دارد. اما قبل از آن - ما با کسانی که باید به خوبی بدانیم، کار خواهیم کرد.

سوالات و اهداف

1. آیا انرژی جنبشی می تواند تغییر بدن بدن را تغییر دهد اگر بدن بر روی بدن عمل نمی کند؟
2. آیا انرژی جنبشی بدن بدون تغییر باقی می ماند اگر نیروهای حاصل شده به بدن از صفر بسیار عالی باشند؟
3. هنگامی که انتقال یک بار الکتریکی از یک نقطه میدان الکتریکی به دیگری، با تغییر انرژی همراه نیست؟
4. چه نوع انرژی انرژی نور را از نور به اثر نور تبدیل می کند؟
5. چگونه می توان فضانوردی که به کشتی وابسته نیست، ممکن است به کشتی بازگردد؟
6. آیا انگیزه کامل یک چرخ دنده به خوبی محور بستگی به فرکانس چرخش آن دارد؟
7. در یک سیلندر همگن عظیم، که می تواند بدون اصطکاک در اطراف محور افقی چرخانده شود، گلوله به صورت افقی به سرعت می افتد υ و پس از ضربه زدن به سیلندر بر روی چرخ دستی سقوط می کند. این که آیا سرعت سبد خرید بستگی دارد، که آن را پس از ضربه گلوله به دست می آورد، که در آن گلوله به کدام بخشی از سیلندر ضربه می زند؟

   

8. تخلیه فوتون، اتم گاز باعث تحریک انگیزه می شود. چرا این تغییر ناگزیر است؟
9. در فرآیند نابودی الکترون و پوزیترون، یک کوانتومی گاما هرگز رخ نمی دهد. کدام یک از قوانین حفاظت شده در این واقعیت ظاهر می شود؟
10. صفحه فلزی تحت عمل اشعه ایکس شارژ شده است. علامت شارژ چیست؟
11. با نابودی یک الکترون با پوزیترون، گاما کوانتا شکل گرفته است؛ با این حال، این در نشست دو الکترون یا دو پوزیترون رخ نمی دهد. قانون حفظ تأثیر چیست؟

میکروفول

کامل از خوراک ثابت در قایق اول به بینی او. چرا قایق در جهت مخالف حرکت می کند؟

کنجکاو است که ...

اغلب برخی قوانین حفاظت تنها در هنگام توصیف یک دایره محدود از پدیده معتبر هستند. بنابراین، هنگام مطالعه واکنش های شیمیایی، می توان در نظر گرفت که جرم حفظ می شود، با این حال، با واکنش های هسته ای، استفاده از چنین قانون اشتباه است، زیرا به عنوان مثال، توده محصولات نهایی اورانیوم کمتر از توده ای است مقدار اولیه اورانیوم.

اگر قانون حفظ شارژ یک قانون کاملا دقیق طبیعت نبود، الکترون می تواند با، به عنوان مثال، در نوترینو و فوتون پر شود. با این حال، جستجو برای چنین فروپاشی، با موفقیت به دست نیاورده بود و نشان داد که یک عمر الکترون حداقل حداقل 10 سال 21 سال است. (عصر جهان امروز توسط دانشمندان در 10 10 سال تخمین زده می شود.)

این قانون صرفه جویی در هزینه بود که J. ماکسول ایده احتمال وقوع میدان مغناطیسی را به عنوان یک نتیجه از تغییر میدان الکتریکی پیشنهاد کرد. توسعه این ایده منجر به پیش بینی فرآیندهای الکترومغناطیسی دوره ای شد که در فضا پخش می شود. مقدار محاسبه شده از میزان انتشار دقیقا برابر با سرعت نور قبلا اندازه گیری شده بود.

از دوره فیزیک کلاس هشتم، شما می دانید که میزان پتانسیل (MGH) و جنبشی (MV 2/2) بدن یا بدن بدن، انرژی مکانیکی کامل (یا مکانیکی) نامیده می شود.

شما همچنین به قانون حفاظت از انرژی مکانیکی شناخته شده اید:

• انرژی مکانیکی یک سیستم بسته از بدن باقی می ماند اگر تنها نیروها و قدرت کشش بین بدن سیستم معتبر باشند و نیروهای اصطکاک وجود نداشته باشند

انرژی پتانسیل و جنبشی سیستم ممکن است با تبدیل یکدیگر تغییر کند. با کاهش انرژی یک گونه، انرژی یک گونه دیگر افزایش می یابد، به طوری که مقدار آنها بدون تغییر باقی می ماند.

ما عدالت قانون حفاظت از انرژی را با نتیجه نظری تایید می کنیم. برای انجام این کار، این مثال را در نظر بگیرید. توده توپ فولادی کوچک به طور آزادانه بر روی زمین می افتد. در ارتفاع H 1 (شکل 51)، توپ دارای سرعت V 1 است، و هنگامی که به ارتفاع H 2 کاهش می یابد، سرعت آن به مقدار V 2 افزایش می یابد.

شکل. 51. قطره آزاد توپ بر روی زمین با برخی از ارتفاع

کار گرانش عمل بر روی توپ می تواند بیان شود و از طریق کاهش انرژی بالقوه تعامل گرانشی توپ از زمین (e p)، و از طریق افزایش انرژی جنبشی توپ (EC):

از آنجا که بخش های چپ معادلات برابر هستند، قسمت های راست آنها برابر هستند:

از این معادله که زمانی که توپ حرکت می کند، انرژی پتانسیل و جنبشی آن تغییر می کند. در عین حال، انرژی جنبشی افزایش می یابد به همان اندازه که پتانسیل کاهش یافته است.

پس از بازنگری اعضا در معادله آخر، ما دریافت می کنیم:

معادله ثبت شده در چنین فرم نشان می دهد که کل انرژی مکانیکی توپ در طول حرکت آن ثابت است.

این را می توان ضبط کرد و بنابراین:

E P1 + E K1 \u003d E P2 + E K2. (2)

معادلات (1) و (2) یک رکورد ریاضی قانون حفاظت از انرژی مکانیکی هستند.

بنابراین، ما به لحاظ نظری ثابت کردیم که انرژی کامل مکانیکی بدن (دقیق تر، بدن های بدن بسته شده از توپ - زمین) حفظ شده است، به عنوان مثال در طول زمان تغییر نمی کند.

استفاده از قانون حفاظت از انرژی مکانیکی را برای حل مشکلات در نظر بگیرید.

مثال 1. یک سیب با وزن 200 گرم از یک درخت از ارتفاع 3 متر می افتد. چه نوع انرژی جنبشی آن را در ارتفاع 1 متر از زمین خواهد بود؟

مثال 2. توپ از ارتفاع H 1 \u003d 1.8 متر در سرعت v 1 \u003d 8 m / s پرتاب می شود. چه ارتفاع H 2 پس از ضربه زدن به زمین، توپ را گززاره می کند؟ (از دست دادن انرژی هنگام حرکت توپ و زمین خود را در نظر نگرفت.)

سؤال

1. انرژی مکانیکی (مکانیکی کامل) نامیده می شود؟
2. کلمه قانون حفاظت از انرژی مکانیکی. ضبط آن را به صورت معادلات.
3. آیا می تواند انرژی بالقوه یا جنبشی یک سیستم بسته در طول زمان تغییر کند؟

ورزش 22

1. تصمیم می گیرید مشکل را در پاراگراف از مثال 2 در نظر بگیرید بدون استفاده از قانون حفاظت از انرژی مکانیکی.
2. یخ زده سقوط از قطره سقف از ارتفاع H \u003d 36 متر از زمین است. چه سرعت V در ارتفاع H \u003d 31 متر خواهد بود؟ (دریافت G \u003d 10 M / S 2.)
3. توپ از یک تپانچه بهار کودکان به صورت عمودی با سرعت اولیه v 0 \u003d 5 m / s سقوط می کند. چه ارتفاع از محل خروج آن را افزایش خواهد داد؟ (دریافت G \u003d 10 M / S 2.)

وظیفه

بیا با یک تجربه ساده، به وضوح نشان می دهد که بدن منحنی حرکت می کند، اگر سرعت حرکت این بدن و نیرویی که بر روی آن عمل می کند، در کنار خطوط مستقیم متقاطع هدایت می شود. توصیف تجهیزات مورد استفاده، اقدامات شما و نتایج مشاهده شده.

نتایج فصل
مهم ترین چیز

در زیر نام قوانین فیزیکی و اصطلاحات آنها است. دنباله ای از ارائه قوانین قوانین مربوط به دنباله ای از نام آنها نیست.

انتقال به نوت بوک اسامی قوانین فیزیکی و در براکت های مربع، شماره سفارش فرمول مربوط به قانون فوق را وارد کنید.

• اولین قانون نیوتن (قانون اینرسی)؛
• قانون دوم نیوتن؛
• قانون سوم نیوتن؛
• قانون جامعه جهانی؛
• قانون حفظ انگیزه؛
• قانون حفاظت از انرژی مکانیکی.

1. شتاب بدن به طور مستقیم متناسب با نیروهای مساوی اعمال شده به بدن است و به طور معکوس جرم آن است.
2. انرژی مکانیکی یک سیستم بسته از بدن ثابت باقی می ماند اگر تنها نیروها و قدرت الاستیسیته بین بدن سیستم عمل می کنند و نیروهای اصطکاک وجود ندارد.
3. دو نفر از هر جسد به یکدیگر جذب می شوند، به طور مستقیم متناسب با جرم هر یک از آنها و معکوس متناسب با مربع فاصله بین آنها.
4. مجموع بردار انگیزه های بدن که سیستم بسته را تشکیل می دهند، در طول زمان با هر حرکات و تعاملات این نهاد تغییر نمی کند.
5. چنین سیستم های مرجع نسبی وجود دارد که بدن آنها سرعت خود را بدون تغییر آنها حفظ می کنند، اگر سایر اجسام یا سایر اجسام برای آنها جبران شود.
6. نیروهایی که دو بدن به یکدیگر عمل می کنند، برابر با ماژول هستند و مخالف جهت هستند.

خودتان را بررسی کنید

وظایف پیشنهاد شده در برنامه الکترونیکی را انجام دهید.

در مثال، در پاراگراف قبلی جدا شده است، معلوم شد که افزایش انرژی بالقوه بدن به دلیل از دست دادن انرژی جنبشی آن رخ می دهد؛ هنگامی که بدن می افتد، افزایش انرژی جنبشی به علت کاهش انرژی بالقوه رخ می دهد، به طوری که انرژی کامل مکانیکی بدن تغییر نمی کند. به طور مشابه، اگر یک بهار فشرده بر روی بدن عمل می کند، می تواند بدن را به سرعت، به عنوان مثال انرژی جنبشی، اما در عین حال بهار درست خواهد شد، و انرژی بالقوه آن بر اساس آن کاهش می یابد؛ مقدار انرژی پتانسیل و جنبشی ثابت باقی خواهد ماند. اگر قدرت گرانش نیز در بدن معتبر باشد، پس از آنکه بدن حرکت می کند، انرژی هر نوع تغییر خواهد کرد، اما مجموع انرژی بالقوه انرژی بالقوه بهار و انرژی جنبشی بدن خواهد بود دوباره ثابت باقی می ماند

انرژی می تواند از یک گونه به دیگری حرکت کند، می تواند از یک بدن به دیگری حرکت کند، اما سهام کلی انرژی مکانیکی بدون تغییر باقی می ماند. آزمایشات و محاسبات نظری نشان می دهد که در غیاب نیروهای اصطکاک و زمانی که تنها در معرض کشش الاستیسیته قرار می گیرند، انرژی بالقوه و انرژی جنبشی بدن یا سیستم بدن در همه موارد ثابت باقی می ماند. این قانون حفاظت از انرژی مکانیکی است.

شکل. 168. بازتاب از صفحه فولادی، توپ فولادی دوباره به همان ارتفاع که پرتاب می شود، پر می کند.

ما قانون حفاظت از انرژی را در تجربه زیر نشان می دهیم. توپ فولادی، از برخی ارتفاع بر روی فولاد یا شیشه ی شیشه ای افتاده و به آن ضربه می زند، تقریبا در همان ارتفاع که سقوط کرد، پرش می کند (شکل 168). در حالی که توپ تعدادی از تحولات انرژی را حرکت می دهد. هنگامی که سقوط، انرژی بالقوه به انرژی جنبشی توپ می رود. هنگامی که توپ به اجاق گاز می آید، و آن و اجاق گاز شروع به تغییر شکل می دهد. انرژی جنبشی به انرژی بالقوه تغییر شکل الاستیک توپ و اسلب تبدیل می شود و این روند همچنان ادامه دارد تا زمانی که تمام انرژی جنبشی آن به انرژی بالقوه تغییر شکل الاستیک ادامه یابد. سپس، تحت عمل کشش صفحه تغییر شکل، توپ به سرعت، هدایت می شود: انرژی تغییر شکل الاستیک از صفحه و توپ به انرژی جنبشی توپ تبدیل می شود. با حرکت بیشتر، سرعت توپ تحت عمل گرانش کاهش می یابد و انرژی جنبشی به انرژی بالقوه گرانش تبدیل می شود. در بالاترین نقطه، توپ دوباره تنها انرژی بالقوه گرانش است.

از آنجایی که ما می توانیم فرض کنیم که توپ به همان ارتفاع افزایش یافته است که او شروع به سقوط کرد، انرژی بالقوه توپ در ابتدا و در پایان فرایند شرح داده شده یکسان است. علاوه بر این، در هر زمان، با تمام تحولات انرژی، مجموع انرژی بالقوه انرژی بالقوه تغییر شکل الاستیک و انرژی جنبشی باقی می ماند همان است. برای فرایند تبدیل انرژی بالقوه به علت گرانش سنگین، در جنبشی و عقب زمانی که توپ سقوط و بلند کردن توپ، این با یک محاسبه ساده در § 101 نشان داده شد. ممکن است اطمینان حاصل شود که هنگام تبدیل انرژی جنبشی به انرژی بالقوه تغییر شکل کششی صفحه و توپ و سپس فرایند معکوس تبدیل این انرژی به انرژی جنبشی توپ تندرست مجموع انرژی بالقوه گرانش، انرژی تغییر شکل الاستیک و انرژی جنبشی نیز بدون تغییر باقی می ماند یعنی قانون حفاظت از انرژی مکانیکی انجام می شود.

در حال حاضر ما می توانیم توضیح دهیم که چرا قانون حفظ کار در یک ماشین ساده، مختل شده بود، که در طی انتقال کار تغییر شکل داد (بند 95): واقعیت این است که کار صرف شده در یک انتهای ماشین به طور جزئی یا به طور کامل صرف شد تغییر شکل ساده ترین دستگاه خود (اهرم، طناب و غیره)، ایجاد برخی از انرژی بالقوه تغییر شکل در آن، و تنها بقیه کار به انتهای دیگر دستگاه منتقل شد. در مقدار کار منتقل شده همراه با انرژی تغییر شکل، به نظر می رسد برابر با کار صرف شده است. در مورد استحکام مطلق اهرم، طناب کوتاه مدار، و غیره. دستگاه ساده نمی تواند انرژی را جمع آوری کند و کل کار تولید شده در یک طرف به طور کامل به انتهای دیگر منتقل می شود.

با استفاده از دو قانون حفاظت: قانون حفظ انگیزه و قانون حفاظت از انرژی، ممکن است مشکل برخورد برخورد توپ های ایده آل الاستیک را حل کند، یعنی توپهایی که پس از برخورد، از یکدیگر جدا می شوند ، در حالی که حفظ کل انرژی جنبشی.

اجازه دهید دو توپ بر روی یک خط مستقیم حرکت کنند (در امتداد مرکز مراکز). فرض کنید، علاوه بر نیروهای تعامل در تماس خود، هیچ نیرویی از سوی دیگر بدن وجود ندارد. پس از برخورد (برخورد مواجه خواهد شد اگر توپ به سمت یکدیگر حرکت کند یا اگر یکی از آنها با دومین حرکت کند) آنها در کنار همان مستقیم حرکت می کنند، اما با سرعت تغییر می کنند. ما فرض می کنیم که ما به توده های توپ و سرعت آنها و قبل از تاثیر آن شناخته شده ایم. لازم است سرعت خود را پیدا کنید و پس از برخورد.

از قانون حفظ انگیزه، به این ترتیب این است که با توجه به این واقعیت که هیچ نیروهایی برای توپ وجود ندارد، علاوه بر نقاط قوت تعامل آنها، امپراتوری باید حفظ شود، یعنی انگیزه به برخورد باید برابر باشد پس از برخورد با ضربه:

سرعت و هدایت در امتداد خط مراکز (در همان یا در طرف مقابل). برای ملاحظات تقارن، به این معنی است که سرعت نیز در امتداد خط مراکز هدایت می شود. ما این خط را بر روی محور قرار می دهیم و ما بردارهای موجود در معادله (102.1) را به این محور طراحی می کنیم. در نتیجه، معادله را به دست می آوریم

(در این مورد، و غیره).

از معادلات (102.2) و (102.3) شما می توانید مقادیر ناشناخته و. برای انجام این کار، این معادلات را در فرم بازنویسی کنید

ساختن معادله دوم در ابتدا، ما دریافت می کنیم

. (102.4)

ضرب (102.4) روشن و کسر از (102.2)، ما به نسبت می آیند

. (102.5)

به طور مشابه، ضرب (102.4) در (102.4) و از (102.2)، ما پیدا خواهیم کرد

اگر، به عنوان مثال، توپ اول حرکت می کند در جهت محور، و دوم این است که آن را برآورده، آن را برابر با ماژول سرعت، به عنوان مثال، برابر با ماژول سرعت گرفته شده با علامت منهای منهای، I.E .. جایگزینی این مقادیر در فرمول (102.5) و (102.6)، ما به دست می آوریم

اگر جرم یک توپ بسیار بزرگتر از جرم دیگری باشد، به عنوان مثال، خیلی بیشتر، پس از آن، پس از آن در نامزدی و در عددی فرمول (102.5) را می توان از طریق اعضا تحت تأثیر قرار داد. اگر، علاوه بر این، توپ عظیم استراحت، ما دریافت، I.E. نمرات توپ، به عنوان یک دیوار ثابت. در واقع، همانطور که از (102.5) دیده می شود، توپ بزرگ سرعت کم را برابر با تقریبا دریافت خواهد کرد .

برگشت