Ligji i ruajtjes së energjisë ka një shpjegim të thjeshtë. Energjisë

Abonohuni në
Bashkohuni me komunitetin toowa.ru!
Në kontakt me:

Energjia potenciale është më tepër një sasi abstrakte, sepse çdo objekt që ka një lartësi të caktuar mbi sipërfaqen e Tokës do të ketë tashmë një sasi të caktuar të energjisë potenciale. Ajo llogaritet duke shumëzuar shpejtësinë e rënies së lirë me lartësinë mbi Tokë dhe gjithashtu me masën. Nëse trupi është në lëvizje, mund të flasim për praninë e energjisë kinetike.

Formula dhe përshkrimi i ligjit

Rezultati i shtimit të energjisë kinetike dhe potenciale në një sistem të mbyllur nga ndikimi i jashtëm, pjesët e të cilit ndërveprojnë për shkak të forcave të elasticitetit dhe gravitetit, nuk ndryshon - kështu tingëllon ligji i ruajtjes së energjisë në mekanikën klasike. Formula e këtij ligji duket si kjo: Ek1 + En1 = Ek2 + En2. Këtu Ek1 është energjia kinetike e një trupi fizik të caktuar në një moment të caktuar në kohë, dhe En1 është potencial. E njëjta gjë është e vërtetë për Ek2 dhe En2, por tashmë në intervalin tjetër kohor. Por ky ligj është i vërtetë vetëm nëse sistemi në të cilin funksionon është i mbyllur (ose konservator). Kjo sugjeron që vlera e energjisë totale mekanike nuk ndryshon kur në sistem veprojnë vetëm forcat konservatore. Kur forcat jo konservatore hyjnë në lojë, një pjesë e energjisë ndryshon në forma të tjera. Sisteme të tilla quhen sisteme disipative. Ligji i ruajtjes së energjisë funksionon kur forcat nga jashtë nuk veprojnë në trup në asnjë mënyrë.

Një shembull i manifestimit të ligjit

Një nga shembujt tipikë që ilustron ligjin e përshkruar është një eksperiment me një top çeliku, i cili bie mbi një pjatë të së njëjtës substancë ose mbi një pjatë qelqi, duke kërcyer prej saj në afërsisht të njëjtën lartësi ku ishte para momentit të rënies. Ky efekt arrihet për faktin se kur objekti lëviz, energjia konvertohet disa herë. Fillimisht, vlera e energjisë potenciale fillon të priret në zero, ndërsa energjia kinetike rritet, por pas përplasjes bëhet energji potenciale e deformimit elastik të topit.

Kjo vazhdon deri në momentin kur objekti ndalon plotësisht, në të cilin fillon lëvizjen e tij lart për shkak të forcave të deformimit elastik si të pllakës ashtu edhe të objektit të rënë. Por në këtë rast energjia potenciale e gravitacionit hyn në lojë. Meqenëse topi kuptohet se është afërsisht e njëjta lartësi nga e cila ka rënë, energjia kinetike në të është e njëjtë. Për më tepër, shuma e të gjitha energjive që veprojnë në një objekt në lëvizje mbetet e njëjtë gjatë gjithë procesit të përshkruar, duke konfirmuar ligjin e ruajtjes së energjisë totale mekanike.

Deformimi elastik - çfarë është?

Për të kuptuar plotësisht shembullin e dhënë, ia vlen të kuptoni më në detaje se cila është energjia potenciale e një trupi elastik - ky koncept nënkupton zotërimin e elasticitetit, i cili lejon, kur të gjitha pjesët e këtij sistemi deformohen, të ktheheni në një gjendje pushimi, duke bërë disa punë në trupat me të cilët fizik një objekt. Puna e forcave elastike nuk ndikohet nga forma e trajektores së lëvizjes, pasi puna e bërë për shkak të tyre varet vetëm nga pozicioni i trupit në fillim dhe në fund të lëvizjes.

Kur forcat e jashtme janë në punë

Por ligji i ruajtjes nuk zbatohet për proceset reale në të cilat përfshihet forca e fërkimit. Një shembull është një objekt që bie në tokë. Gjatë një përplasjeje, energjia kinetike dhe forca e tërheqjes rriten. Ky proces nuk futet në kuadrin e mekanikës, pasi për shkak të rezistencës në rritje, temperatura e trupit rritet. Nga sa më sipër, rezulton se ligji i ruajtjes së energjisë në mekanikë ka kufizime serioze.

Termodinamika

Ligji i parë i termodinamikës thotë: diferenca midis sasisë së nxehtësisë së akumuluar për shkak të punës së bërë në objekte të jashtme është e barabartë me ndryshimin në energjinë e brendshme të një sistemi të caktuar termodinamik jo konservator.

Por kjo deklaratë më së shpeshti formulohet në një formë tjetër: sasia e nxehtësisë së marrë nga një sistem termodinamik shpenzohet për punën e kryer në objektet jashtë sistemit, si dhe për ndryshimin e sasisë së energjisë brenda sistemit. Sipas këtij ligji, ai nuk mund të zhduket, duke u kthyer nga një formë në tjetrën. Nga kjo rezulton se krijimi i një makine që nuk konsumon energji (e ashtuquajtura makinë e lëvizjes së përhershme) është e pamundur, pasi sistemi do të ketë nevojë për energji nga jashtë. Por shumë ende u përpoqën me këmbëngulje ta krijonin atë, duke mos marrë parasysh ligjin e ruajtjes së energjisë.

Një shembull i manifestimit të ligjit të ruajtjes në termodinamikë

Eksperimentet tregojnë se proceset termodinamike nuk mund të kthehen mbrapsht. Një shembull i kësaj është kontakti i trupave me temperatura të ndryshme, në të cilat ngrohësi do të lëshojë nxehtësi dhe i dyti do ta marrë atë. Procesi i kundërt në parim është i pamundur. Një shembull tjetër është kalimi i gazit nga një pjesë e enës në tjetrën pas hapjes së një ndarjeje ndërmjet tyre, me kusht që pjesa e dytë të jetë bosh. Substanca në këtë rast nuk do të fillojë kurrë të lëvizë në drejtim të kundërt në mënyrë spontane. Nga sa më sipër rezulton se çdo sistem termodinamik priret në një gjendje pushimi, në të cilën pjesët e tij individuale janë në ekuilibër dhe kanë të njëjtën temperaturë dhe presion.

Hidrodinamika

Zbatimi i ligjit të ruajtjes në proceset hidrodinamike shprehet në parimin e përshkruar nga Bernoulli. Tingëllon kështu: shuma e presionit të energjisë kinestetike dhe potenciale për njësi vëllimi është e njëjtë në çdo pikë të caktuar në rrjedhën e një lëngu ose gazi. Kjo do të thotë që për të matur shkallën e rrjedhës, mjafton të matni presionin në dy pika. Kjo bëhet, si rregull, me një matës presioni. Por ligji i Bernulit është i vlefshëm vetëm nëse lëngu në shqyrtim ka një viskozitet të barabartë me zero. Për të përshkruar rrjedhën e lëngjeve reale, përdoret integrali i Bernulit, i cili përfshin shtimin e termave që marrin parasysh rezistencën.

Elektrodinamika

Gjatë elektrifikimit të dy trupave, numri i elektroneve në to mbetet i pandryshuar, prandaj ngarkesa pozitive e njërit trup është e barabartë në madhësi me ngarkesën negative të tjetrit. Kështu, ligji i ruajtjes së ngarkesës elektrike thotë se në një sistem të izoluar elektrikisht, shuma e ngarkesave të trupave të tij nuk ndryshon. Kjo deklaratë është gjithashtu e vërtetë kur grimcat e ngarkuara pësojnë transformime. Kështu, kur përplasen 2 grimca të ngarkuara neutralisht, shuma e ngarkesave të tyre mbetet ende e barabartë me zero, pasi një grimcë e ngarkuar pozitivisht shfaqet së bashku me një grimcë të ngarkuar negativisht.

konkluzioni

Ligji i ruajtjes së energjisë mekanike, momentit dhe momentit janë ligje themelore fizike që lidhen me homogjenitetin e kohës dhe izotropinë e saj. Ato nuk kufizohen nga korniza e mekanikës dhe janë të zbatueshme si për proceset që ndodhin në hapësirën e jashtme ashtu edhe për fenomenet kuantike. Ligjet e ruajtjes lejojnë marrjen e të dhënave për procese të ndryshme mekanike pa i studiuar ato duke përdorur ekuacionet e lëvizjes. Nëse ndonjë proces në teori i injoron këto parime, atëherë është e kotë të kryhen eksperimente në këtë rast, pasi ato do të jenë joefektive.

Në rastin e përgjithshëm, trupi ka energji kinetike dhe potenciale në të njëjtën kohë. Shuma e tyre quhet energji të plotë mekanike:

E = E k + E p (15.1)

Ky koncept u prezantua në vitin 1847 nga shkencëtari 26-vjeçar gjerman G. Helmholtz.

Çfarë ndodh me energjinë totale mekanike ndërsa trupi lëviz? Për ta zbuluar, merrni parasysh një fenomen të thjeshtë.

Le ta hedhim topin vertikalisht lart. Duke i dhënë topit shpejtësi, ne i japim atij njëfarë energjie kinetike. Ndërsa topi lëviz lart, lëvizja e tij do të ngadalësohet nga graviteti dhe shpejtësia e Tokës, dhe me të energjia kinetike e topit do të bëhet gjithnjë e më pak. Energjia potenciale e topit, së bashku me lartësinë h, do të rritet në këtë rast. Në pikën më të lartë të trajektores (në lartësinë maksimale), energjia potenciale e topit do të arrijë vlerën e saj maksimale, dhe energjia kinetike do të jetë e barabartë me zero. Pas kësaj, topi do të fillojë të bjerë poshtë, duke rritur gradualisht shpejtësinë. Në këtë rast, energjia kinetike do të fillojë të rritet, dhe energjia potenciale (për shkak të uljes së lartësisë) do të ulet. Në momentin e goditjes në tokë, energjia kinetike e topit do të arrijë vlerën e saj maksimale dhe energjia potenciale do të zhduket.

Pra, kur energjia kinetike e trupit zvogëlohet, energjia potenciale rritet, dhe anasjelltas, kur energjia kinetike e trupit rritet, energjia e tij potenciale zvogëlohet. Studimi i rënies së lirë të një trupi (në mungesë të rezistencës së ajrit) tregon se çdo ulje e njërës prej këtyre llojeve të energjisë shoqërohet me një rritje të barabartë të llojit tjetër të energjisë. Energjia totale mekanike e trupit ruhet në këtë rast. Kjo është ligji i ruajtjes së energjisë mekanike:

Energjia e përgjithshme mekanike e një trupi, mbi të cilën nuk veprojnë forcat e fërkimit dhe rezistencës, mbetet e pandryshuar në procesin e lëvizjes së tij.

Nëse shënojmë energjitë fillestare dhe përfundimtare të trupit përmes E dhe E ", atëherë ligji i ruajtjes së energjisë mund të shprehet si barazia e mëposhtme:

Le të supozojmë se në momentin fillestar të kohës një trup që lëvizte lirisht ishte në lartësinë h0 dhe në të njëjtën kohë kishte një shpejtësi v0. Atëherë energjia totale e saj mekanike në këtë moment në kohë ishte e barabartë me

Nëse pas një kohe trupi në fjalë është në një lartësi h, me një shpejtësi v (Fig. 28), atëherë energjia e tij mekanike totale do të bëhet e barabartë me

Sipas ligjit të ruajtjes së energjisë, të dyja këto vlera të energjisë duhet të përkojnë. Kështu që

Nëse dihen vlerat fillestare të h0 dhe v0, atëherë ky ekuacion ju lejon të gjeni shpejtësinë e trupit v në një lartësi h ose, anasjelltas, lartësinë h në të cilën trupi do të ketë një shpejtësi të caktuar v. Në këtë rast, pesha e trupit nuk do të luajë asnjë rol, pasi është reduktuar në ekuacionin (15.5).


Duhet mbajtur mend se energjia totale mekanike ruhet vetëm kur nuk ka forca fërkimi dhe zvarritjeje. Nëse këto forca janë të pranishme, atëherë veprimi i tyre çon në një ulje të energjisë mekanike.

1. Çfarë quhet energji totale mekanike? 2. Formuloni ligjin e ruajtjes së energjisë mekanike. 3. Me çfarë energjie - kinetike apo potenciale - përputhet energjia e përgjithshme mekanike e një trupi që bie lirisht në momentin e goditjes në tokë? 4. Me çfarë energjie përputhet energjia totale mekanike e një topi të hedhur vertikalisht lart në momentin kur ai është në pikën më të lartë të fluturimit të tij? 5. Çfarë ndodh me energjinë e përgjithshme mekanike të një trupi në prani të forcave të fërkimit dhe rezistencës?

Nëse një trup me masë të caktuar m lëvizte nën veprimin e forcave të aplikuara dhe shpejtësia e tij ndryshonte nga në, atëherë forcat kryenin një punë të caktuar A.

Puna e të gjitha forcave të aplikuara është e barabartë me punën e forcës rezultante

Ekziston një lidhje midis ndryshimit të shpejtësisë së trupit dhe punës së bërë nga forcat e aplikuara në trup. Kjo lidhje është më e lehtë për t'u vendosur duke marrë parasysh lëvizjen e trupit në një vijë të drejtë nën veprimin e një force konstante.Në këtë rast, vektorët e forcës së zhvendosjes së shpejtësisë dhe nxitimit drejtohen përgjatë një drejteje, dhe trupi kryen lëvizje drejtvizore të përshpejtuar në mënyrë të njëtrajtshme. Duke e drejtuar boshtin e koordinatave përgjatë vijës së drejtë të lëvizjes, mund të konsiderohen F, s, υ dhe a si madhësi algjebrike (pozitive ose negative, në varësi të drejtimit të vektorit përkatës). Atëherë puna e forcës mund të shkruhet si A = Fs. Me lëvizje të përshpejtuar në mënyrë të njëtrajtshme, zhvendosja s shprehet me formulën

Kjo shprehje tregon se puna e bërë nga një forcë (ose rezultante e të gjitha forcave) shoqërohet me një ndryshim në katrorin e shpejtësisë (dhe jo vetë shpejtësinë).

Një sasi fizike e barabartë me gjysmën e produktit të masës së një trupi me katrorin e shpejtësisë së tij quhet energjia kinetike trupi:

Kjo deklaratë quhet teorema e energjisë kinetike... Teorema e energjisë kinetike vlen edhe në rastin e përgjithshëm kur trupi lëviz nën veprimin e një force që ndryshon, drejtimi i së cilës nuk përputhet me drejtimin e zhvendosjes.

Energjia kinetike është energjia e lëvizjes. Energjia kinetike e një trupi me masë m që lëviz me shpejtësi është e barabartë me punën që duhet të bëjë një forcë e aplikuar ndaj një trupi në qetësi për t'i dhënë atij këtë shpejtësi:

Në fizikë, së bashku me energjinë kinetike ose energjinë e lëvizjes, një rol të rëndësishëm luan koncepti energji potenciale ose energjia e bashkëveprimit të trupave.

Energjia e mundshme përcaktohet nga pozicioni i ndërsjellë i trupave (për shembull, pozicioni i trupit në lidhje me sipërfaqen e Tokës). Koncepti i energjisë potenciale mund të prezantohet vetëm për forcat puna e të cilit nuk varet nga trajektorja e lëvizjes dhe përcaktohet vetëm nga pozicionet fillestare dhe përfundimtare të trupit... Forca të tilla quhen konservatore.

Puna e forcave konservatore në një trajektore të mbyllur është zero... Kjo deklaratë shpjegohet në figurën më poshtë.

Vetia e konservatorizmit zotërohet nga forca e gravitetit dhe forca e elasticitetit. Për këto forca, koncepti i energjisë potenciale mund të prezantohet.

Nëse një trup lëviz pranë sipërfaqes së Tokës, atëherë mbi të vepron një forcë e rëndesës konstante në madhësi dhe drejtim.Puna e kësaj force varet vetëm nga lëvizja vertikale e trupit. Në çdo pjesë të shtegut, puna e gravitetit mund të shkruhet në projeksionet e vektorit të zhvendosjes në boshtin OY, të drejtuar vertikalisht lart:

Kjo punë është e barabartë me ndryshimin e një sasie fizike mgh, marrë me shenjën e kundërt. Kjo sasi fizike quhet energji potenciale trupat në gravitet

E p = mgh.

Është e barabartë me punën që bën graviteti kur e ul trupin në zero.

Nëse marrim parasysh lëvizjen e trupave në fushën gravitacionale të Tokës në distanca të konsiderueshme prej saj, atëherë kur përcaktohet energjia potenciale, është e nevojshme të merret parasysh varësia e forcës gravitacionale nga distanca në qendrën e Tokës ( ligji i gravitetit universal). Për forcat e gravitetit universal, është e përshtatshme të matet energjia potenciale nga një pikë pafundësisht e largët, domethënë, të supozohet se energjia potenciale e një trupi në një pikë pafundësisht të largët është zero. Formula që shpreh energjinë potenciale të një trupi me masë m në një distancë r nga qendra e Tokës është:

ku M është masa e Tokës, G është konstanta gravitacionale.

Koncepti i energjisë potenciale mund të prezantohet edhe për forcën elastike. Kjo forcë ka edhe vetinë e konservatorizmit. Duke e shtrirë (ose ngjeshur) sustën, ne mund ta bëjmë këtë në mënyra të ndryshme.

Thjesht mund ta zgjasësh sustën me x, ose fillimisht ta zgjasësh me 2x dhe më pas të ulësh zgjatjen në x, etj. Në të gjitha këto raste, forca elastike bën të njëjtën punë, e cila varet vetëm nga zgjatimi x i sustës në gjendjen përfundimtare. nëse susta ishte fillimisht e padeformuar. Kjo punë është e barabartë me punën e forcës së jashtme A, e marrë me shenjën e kundërt:

Energjia potenciale e një trupi të deformuar elastikishtështë e barabartë me punën e forcës elastike gjatë kalimit nga një gjendje e caktuar në një gjendje me deformim zero.

Nëse në gjendjen fillestare susta ishte tashmë e deformuar dhe zgjatja e saj ishte e barabartë me x 1, atëherë pas kalimit në një gjendje të re me zgjatim x 2, forca elastike do të kryejë punë të barabartë me ndryshimin e energjisë potenciale, marrë me të kundërtën shenjë:

Energjia potenciale gjatë deformimit elastik është energjia e bashkëveprimit të pjesëve të veçanta të trupit me njëra-tjetrën me anë të forcave elastike.

Disa lloje të tjera forcash, për shembull, forca e bashkëveprimit elektrostatik midis trupave të ngarkuar, kanë vetinë e konservatorizmit, së bashku me forcën e gravitetit dhe forcën e elasticitetit. Forca e fërkimit nuk e ka këtë veti. Puna e forcës së fërkimit varet nga distanca e përshkuar. Koncepti i energjisë potenciale për forcën e fërkimit nuk mund të prezantohet.

E k1 + E p1 = E k2 + E p2.

Shuma e energjisë kinetike dhe potenciale të trupave që përbëjnë një sistem të mbyllur dhe ndërveprojnë me njëri-tjetrin me anë të forcave gravitacionale dhe forcave elastike mbetet e pandryshuar.

Kjo deklaratë shprehet ligji i ruajtjes së energjisë në proceset mekanike... Është pasojë e ligjeve të Njutonit. Shuma E = E k + E p quhet energji të plotë mekanike... Ligji i ruajtjes së energjisë mekanike përmbushet vetëm kur trupat në një sistem të mbyllur ndërveprojnë me njëri-tjetrin nga forcat konservatore, domethënë forcat për të cilat mund të prezantohet koncepti i energjisë potenciale.

Një shembull i zbatimit të ligjit të ruajtjes së energjisë është gjetja e forcës minimale të një filli të lehtë të pazgjatur që mban një trup me masë m kur rrotullohet në një plan vertikal (problemi i H. Huygens). Oriz. 1.20.1 shpjegon zgjidhjen e këtij problemi.

Ligji i ruajtjes së energjisë për një trup në pikat e sipërme dhe të poshtme të trajektores shkruhet në formën:

Nga këto raporte rezulton:

Forca e fillit duhet të kalojë padyshim këtë vlerë.

Është shumë e rëndësishme të theksohet se ligji i ruajtjes së energjisë mekanike bëri të mundur marrjen e një lidhjeje midis koordinatave dhe shpejtësive të një trupi në dy pika të ndryshme të trajektores pa analizuar ligjin e lëvizjes së trupit në të gjitha pikat e ndërmjetme. Zbatimi i ligjit të ruajtjes së energjisë mekanike mund të thjeshtojë shumë zgjidhjen e shumë problemeve.

Në kushte reale, pothuajse gjithmonë, së bashku me forcat gravitacionale, forcat elastike dhe forcat e tjera konservatore, trupat në lëvizje veprojnë nga forcat e fërkimit ose rezistencës së mediumit.

Forca e fërkimit nuk është konservatore. Puna e forcës së fërkimit varet nga gjatësia e rrugës.

Nëse forcat e fërkimit veprojnë ndërmjet trupave që përbëjnë një sistem të mbyllur, atëherë energjia mekanike nuk ruhet... Një pjesë e energjisë mekanike shndërrohet në energji të brendshme të trupave (ngrohje).

Në çdo ndërveprim fizik, energjia nuk lind dhe nuk zhduket. Ai vetëm transformohet nga një formë në tjetrën.

Ky fakt i vendosur eksperimentalisht shpreh ligjin themelor të natyrës - ligji i ruajtjes dhe transformimit të energjisë.

Një nga pasojat e ligjit të ruajtjes dhe transformimit të energjisë është deklarata për pamundësinë e krijimit të një "perpetuum mobile" - një makinë që mund të kryente punë për një kohë të pacaktuar pa shpenzuar energji.

Ligji i ruajtjes së energjisë, për çdo sistem të mbyllur, energjia totale mekanike mbetet konstante për çdo ndërveprim të trupave brenda sistemit. Kjo do të thotë, energjia nuk lind nga askund dhe nuk zhduket askund. Ai kalon vetëm nga një formë në tjetrën. Kjo është e vërtetë për sistemet e mbyllura, në të cilat energjia nuk vjen nga jashtë dhe nuk e lë sistemin jashtë.

Një shembull i përafërt i një sistemi të mbyllur është rënia e një ngarkese me masë relativisht të madhe dhe dimensione të vogla në tokë nga një lartësi e vogël. Le të supozojmë se ngarkesa është e fiksuar në një lartësi të caktuar. Për më tepër, ai ka energji potenciale. Kjo energji varet nga masa e saj dhe lartësia në të cilën ndodhet trupi.

Formula 1 - Energjia e mundshme.


Në këtë rast, energjia kinetike e ngarkesës është e barabartë me zero, pasi trupi është në qetësi. Kjo do të thotë, shpejtësia e trupit është zero. Në këtë rast, asnjë forcë e jashtme nuk vepron në sistem. Në këtë rast, vetëm forca e gravitetit që vepron në ngarkesë është e rëndësishme për ne.

Formula 2 - Energjia Kinetike.


Pastaj trupi lirohet dhe shkon në rënie të lirë. Në të njëjtën kohë, energjia e saj potenciale zvogëlohet. Meqenëse lartësia e trupit mbi tokë zvogëlohet. Energjia kinetike gjithashtu rritet. Për shkak të faktit se trupi filloi të lëvizë dhe fitoi njëfarë shpejtësie. Ngarkesa lëviz në tokë me nxitimin e rënies së lirë, që do të thotë se me kalimin e një largësie të caktuar energjia e saj kinetike rritet për shkak të rritjes së shpejtësisë.

Figura 1 - Rënia e lirë e trupit.


Meqenëse ngarkesa është e vogël, rezistenca e ajrit është mjaft e vogël dhe energjia për ta kapërcyer është e vogël dhe mund të neglizhohet. Shpejtësia e lëvizjes së trupit nuk është e lartë dhe në një distancë të shkurtër nuk arrin momentin kur balancohet nga fërkimi ndaj ajrit dhe nxitimi ndalon.

Në momentin e përplasjes me tokën, energjia kinetike është maksimale. Meqenëse trupi ka shpejtësinë maksimale për të. Dhe energjia potenciale është zero, pasi trupi ka arritur në sipërfaqen e tokës dhe lartësia është zero. Kjo do të thotë, ajo që ndodh është se energjia maksimale potenciale në pikën e sipërme, ndërsa lëviz, kthehet në energji kinetike, e cila nga ana e saj arrin maksimumin në pikën e poshtme. Por shuma e të gjitha energjive në sistem gjatë lëvizjes mbetet konstante. Ndërsa energjia potenciale është zvogëluar, energjia kinetike është rritur.

Formula 3 - Energjia totale e sistemit.

Tani nëse i bashkëngjitni një parashutë ngarkesës. Kështu, ne do të rrisim forcën e fërkimit kundër ajrit, dhe sistemi pushon së qeni i mbyllur. Si më parë, ngarkesa lëviz drejt tokës, por shpejtësia e saj mbetet konstante. Meqenëse forca e gravitetit balancohet nga forca e fërkimit kundër ajrit nga sipërfaqja e parashutës. Kështu, energjia potenciale zvogëlohet me uljen e lartësisë. Dhe kinetika, gjatë gjithë vjeshtës, mbetet konstante. Meqenëse masa e trupit dhe shpejtësia e tij janë të pandryshuara.

Figura 2 - Rënia e ngadaltë e trupit.


Energjia e tepërt potenciale që lind nga ulja e lartësisë së trupit shpenzohet për të kapërcyer forcat e fërkimit kundër ajrit. Kështu, duke ulur shkallën e saj përfundimtare të rënies. Kjo do të thotë, energjia potenciale transferohet në termike, duke ngrohur sipërfaqen e parashutës dhe ajrin përreth.

Energjia totale mekanike e një sistemi të mbyllur trupash mbetet e pandryshuar


Ligji i ruajtjes së energjisë mund të përfaqësohet si

Nëse forcat e fërkimit veprojnë midis trupave, atëherë ligji i ruajtjes së energjisë ndryshon. Ndryshimi në energjinë totale mekanike është i barabartë me punën e forcave të fërkimit

Konsideroni rënien e lirë të një trupi nga një lartësi e caktuar h1... Trupi nuk lëviz akoma (le të themi se po e mbajmë), shpejtësia është zero, energjia kinetike është zero. Energjia potenciale është maksimale, pasi tani trupi është më i lartë se gjithçka nga toka sesa në gjendjen 2 ose 3.


Në gjendjen 2, trupi ka energji kinetike (pasi tashmë ka zhvilluar shpejtësi), por energjia potenciale është ulur, pasi h2 është më pak se h1. Një pjesë e energjisë potenciale ka kaluar në kinetike.

Shteti 3 është gjendja pak para ndalimit. Trupi, si të thuash, sapo ka prekur tokën, ndërsa shpejtësia është maksimale. Trupi ka energji maksimale kinetike. Energjia potenciale është zero (trupi është në tokë).

Energjitë e përgjithshme mekanike janë të barabarta, nëse neglizhojmë forcën e rezistencës së ajrit. Për shembull, energjia maksimale potenciale në gjendjen 1 është e barabartë me energjinë maksimale kinetike në gjendjen 3.

Dhe ku zhduket më pas energjia kinetike? Zhduket pa lënë gjurmë? Përvoja tregon se lëvizja mekanike nuk zhduket kurrë pa lënë gjurmë dhe nuk lind kurrë vetvetiu. Gjatë ngadalësimit të trupit, sipërfaqet ngroheshin. Si rezultat i veprimit të forcave të fërkimit, energjia kinetike nuk u zhduk, por u shndërrua në energjinë e brendshme të lëvizjes termike të molekulave.

Në çdo ndërveprim fizik, energjia nuk lind dhe nuk zhduket, por vetëm shndërrohet nga një formë në tjetrën.

Gjëja kryesore për të mbajtur mend

1) Thelbi i ligjit të ruajtjes së energjisë

Forma e përgjithshme e ligjit të ruajtjes dhe transformimit të energjisë është

Duke studiuar proceset termike, ne do të shqyrtojmë formulën
Në studimin e proceseve termike, ndryshimi i energjisë mekanike nuk merret parasysh, d.m.th

Kthimi

×
Bashkohuni me komunitetin toowa.ru!
Në kontakt me:
Unë jam abonuar tashmë në komunitetin "toowa.ru"