Закон механический работа

| | 0 Comment

1.3. Законы сохранения импульса и энергии

Механическая работа

где F (Н) – модуль силы, s (м) – модуль перемещения, а – угол между направлением силы и перемещением.

Единица измерения работы – джоуль. 1 Дж= 1 Н м.

Условия совершения механической работы (отличной от нуля):

• На тело действует сила.

• Под действием этой силы тело перемещается.

• угол не равен 90°

Геометрический смысл механической работы. Работа численно равна площади фигуры под графиком в осях (F, х). Задачи с таким графиком на ЕГЭ встречаются редко.

Работа силы тяжести:

Работа силы упругости:

Механическая энергия. Ее виды

Если тело может совершить механическую работу, то оно обладает механической энергией Е (Дж). Либо, если внешняя сила совершает работу, воздействуя на тело, его энергия изменяется.

Сучествует два вида механической энергии: кинетическая и потенциальная.

Кинетическая энергия – энергия движущихся тел:

где v (м/с) – модуль скорости, m – масса тела.

Потенциальная энергия – энергия взаимодействующих тел

Примеры потенциальной энергии в механике.

Тело поднято над землей: Е = mgh

где h – высота, определяемая от нулевого уровня (или от нижней точки траектории). Форма траектории не важна, имеет значения только начальна и конечная высота.

Упруго деформированное тело. Деформация, определяемая от положения недеформированного тела (пружины, шнура и т.п.).

Мощность – физическая величина, показывающая, какую работу совершает тело за единицу времени (обычно за секунду). Или какую энергию вырабатывает тело за единицу времени.

Обозначение: N (в механике) или Р (в других разделах)

Коэффициент полезного действия (КПД) равен отношению полезной работы к затраченной на ее производство энергии . Выражается в процентах.

Работа и изменение кинетической энергии (теорема о кинетической энергии). Вывод формулы из определения механической работы.

kiselevich.ru

I. Механика

Тестирование онлайн

Закон сохранения энергии

Полная механическая энергия замкнутой системы тел остается неизменной

Закон сохранения энергии можно представить в виде

Если между телами действуют силы трения, то закон сохранения энергии видоизменяется. Изменение полной механической энергии равно работе сил трения

Рассмотрим свободное падение тела с некоторой высоты h1. Тело еще не движется (допустим, мы его держим), скорость равна нулю, кинетическая энергия равна нулю. Потенциальная энергия максимальная, так как сейчас тело находится выше всего от земли, чем в состоянии 2 или 3.

В состоянии 2 тело обладает кинетической энергией (так как уже развило скорость), но при этом потенциальная энергия уменьшилась, так как h2 меньше h1. Часть потенциальной энергии перешло в кинетическую.

Состояние 3 — это состояние перед самой остановкой. Тело как бы только-только дотронулось до земли, при этом скорость максимальная. Тело обладает максимальной кинетической энергией. Потенциальная энергия равна нулю (тело находится на земле).

Полные механические энергии равны между собой , если пренебрегать силой сопротивления воздуха. Например, максимальная потенциальная энергия в состоянии 1 равна максимальной кинетической энергии в состоянии 3.

А куда потом исчезает кинетическая энергия? Исчезает бесследно? Опыт показывает, что механическое движение никогда не исчезает бесследно и никогда оно не возникает само собой. Во время торможения тела произошло нагревание поверхностей. В результате действия сил трения кинетическая энергия не исчезла, а превратилась во внутреннюю энергию теплового движения молекул.

При любых физических взаимодействиях энергия не возникает и не исчезает, а только превращается из одной формы в другую.

Главное запомнить

1) Суть закона сохранения энергии

Общая форма закона сохранения*

Общая форма закона сохранения и превращения энергии имеет вид

Изучая тепловые процессы, мы будем рассматривать формулу
При исследовании тепловых процессов не рассматривается изменение механической энергии, то есть

В механике процессы теплопередачи не принимают во внимание, то есть . Если рассматривается физическая система замкнутая, то , получим . А если в замкнутой системе действуют только консервативные силы, то и приходим к формулировке: полная механическая энергия замкнутой системы тел, в которой действуют только консервативные силы, сохраняется.

fizmat.by

wiki.eduVdom.com

Инструменты пользователя

Инструменты сайта

Боковая панель

Физика:

Контакты

Содержание

Работа. Мощность. Закон сохранения механической энергии

Пространственной характеристикой действия силы является работа силы — произведение проекции силы на ось Х и перемещения тела вдоль этой оси: $$ A=\left ( Fcos \alpha \right )\Delta x $$ где F — модуль силы, $ \Delta x $ — модуль перемещения, $ \alpha $ — угол между силой и перемещением. Единица работы — джоуль $ 1Дж=1кг\cdot м^<2>/с^ <2>$

В механике силы делят на две группы: потенциальные и непотенциальные.

Потенциальная сила — сила, работа которой при перемещении материальной точки зависит только от начального и конечного положений точки в пространстве.

Для непотенциальной силы работа зависит от траектории движения материальной точки между начальным и конечным положениями точки.

Потенциальная энергия тела в данной точке — скалярная физическая величина, равная работе, совершаемой потенциальной силой при перемещении тела из этой точки в точку, принятую за нуль отсчёта потенциальной энергии.

Потенциальная энергия тела на высоте Н над поверхностью Земли $$ E_

=mgH $$ нуль отсчёта потенциальной энергии выбран на поверхности Земли.

Потенциальная энергия тела, находящегося в поле тяжести Земли на расстоянии г от её центра. $$ E_

\left ( r \right )=-G\frac> $$

где $ M_ <З>$- масса Земли. Нулевой уровень потенциальной энергии в бесконечно удаленной точке. Потенциальная энергия упруго деформированной пружины жёстко- стью k, растянугой на величину х, $$ E_

=\frac> <2>$$ нулевой уровень потенциальной энергии — в положении равновесия.

Принцип минимума потенциальной энергии: любая замкнутая система стремится перейти а такое состояние, в котором её потенциальная энергия минимальна.

Кинетическая энергия тела скалярная физическая величина, численно равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости: $$ E_=\frac> <2>$$ Соответственно $$ E_=\frac^<2>> <2>$$ где $ V_ <0>$ — скорость тела в начальныймомент времени.

Теорема о кинетической энергии: изменение кинетической энергии материальной точки равно работе всех сил, действующих на эту точку

Средняя мощность — скалярная физическая величина, равная отношению работы к промежутку времени, за который она совершена: $$ P_<ср>=\frac $$

Мпювенная мощность силы, действующей на тело, равна произведению модуля скорости тела на проекцию силы на направление мгновенной скорости тела: $$ P=F_V_ $$ Полная механическая энергия системы — сумма её кинетической и потенциальной энергий: $$ E=E_+E_

$$

Консервативная система — механическая система, в которой действуют только потенциальные силы.

Закон сохранения механической энергии: в консервативной системе полная механическая энергия сохраняется (не изменяется со временем): $$ E_+E_

=E_+E_ $$ Кинетическая энергия может переходить в потенциальную и обратно в равных количествах.

Абсолютно неупругий удар столкновение тел, в результате которого тела движутся как единое целое. При таком ударе кинетическая энергия системы не сохраняется.

Абсолютно упругий удар — столкновение, при котором деформация тел оказывается обратимой, т. е. исчезает после прекращения взаимодействия. При абсолютно упругом ударе кинетическая энергия системы сохраняется.

wiki.eduvdom.com

Законы сохранения в механике. Механическая работа, мощность, энергия, закон сохранения импульса, закон сохранения энергии, равновесие твердых тел

Законы сохранения в механике. Механическая работа, мощность, энергия, закон
сохранения импульса, закон сохранения энергии, равновесие твердых тел

  • Второй закон Ньютона в импульсной форме: изменение импульса тела равно импульсу силы:
    • Механическая работа, мощность:

    • Механическая работа постоянной силы F на перемещении s:
      • Работа силы тяжести:
        • Работа силы упругости:
          • Мощность — это работа, совершаемая в единицу времени:
            • Энергия — это физическая величина, характеризующая способность тела совершать работу:
              • Кинетическая энергия — это энергия движущегося тела:
                • Теорема об изменении кинетической энергии: Изменение кинетической энергии тела за некоторый промежуток времени равно работе, совершенной за это же время силой, действующей на тело:
                  • A=ΔEK
                • Потенциальная энергия: это энергия взаимодействия тел или частей одного и того же тела:
                  • Потенциальная энергия тела на высоте h над землей:
                    • Потенциальная энергия упруго деформированного тела:
                      • Закон сохранения импульса:

                      • Закон сохранения импульса: Независимо от природы сил взаимодействия полный импульс тел, составляющих замкнутую систему, является постоянным:
                      • Закон сохранения энергии:

                      • Закон сохранения энергии: в замкнутой системе, в которой действуют только консервативные силы, механическая энергия сохраняется:
                      • Равновесие твердых тел:

                      • Плечо силы d — это кратчайшее расстояние от оси вращения до прямой, на которой лежит вектор силы F
                      • Момент силы F относительно оси вращения:
                          • Первое условие равновесия: Если твердое тело находится в равновесии, то геометрическая сумма внешних сил, приложенных к нему, равна нулю:
                            • Второе условие равновесия: При равновесии твердого тела сумма моментов всех внешних сил, приложенных к нему, равна нулю:
                              • Консультации и техническая
                                поддержка сайта: Zavarka Team

                                www.dpva.ru

                                Работа. Механическая энергия. Кинетическая и потенциальная энергия

                                Работа совершается в природе всегда, когда какое-либо тело в направлении его движения или против него действует сила (или несколько сил) со стороны другого тела (других тел).

                                Работа силы равна произведению модулей силы и перемещения точки приложения силы и на косинус угла между ними.

                                А= F·S·соs, где А – работа, (Дж); F – сила, (Н); S- перемещение, (м).

                                Если угол равен между векторами F и S равен 90 0 , то А= F·S.

                                Работа силы – это величина, равная произведению силы, приложенной к телу на величину перемещения. Работа силыскалярная величина. Она может быть положительной, отрицательной или равна нулю. Знак работы определяется знаком косинуса угла между силой и перемещением. Если 0 , то А>0, тогда как косинус острых углов положителен. При >90 0 работа отрицательна, т.к. косинус тупых углов отрицателен. При =90 0 (сила перпендикулярна перемещению) работа не совершается. В СИ работа измеряется в джоулях (Дж). 1Дж = 1Н·м. Итак, джоуль – это работа, совершаемая силой на перемещении , если направленная сила и перемещения совпадают.

                                Энергия характеризует способность тела (или система тел) совершать работу.

                                Различают два вида механической энергии – кинетическая Ек и потенциальная Еп.

                                Обратим внимание, что у работы и энергии одинаковые единицы измерения. Это означает, что работа может переходить в энергию. Например, для того, чтобы тело поднять на некоторую высоту, тогда оно будет обладать потенциальной энергией, необходима сила, которая совершит эту работу. Работа силы по поднятию перейдет в потенциальную энергию.

                                Полная механическая энергия замкнутой системы тел равна сумме потенциальной и кинетической энергий системы: Е = Ек +Еп.

                                Закон сохранения механической энергии гласит : В изолированно системе, в которой действуют консервативные силы, механическая энергия сохраняется: Е = Ек +Еп = const.

                                Энергия не создается и не уничтожается, а только превращается из одной формы в другую: из кинетической в потенциальную и наоборот. Учитывая значение Ек и Еп, закон сохранения механической

                                энергии можно записать так:

                                В состоянии 2 тело обладает кинетической энергией (так как уже развило скорость), но при этом потенциальная энергия уменьшилась, так как h2 меньше h1. Часть потенциальной энергии перешло в кинетическую.

                                Состояние 3 — это состояние перед самой остановкой. Тело как бы только-только дотронулось до земли, при этом скорость максимальная. Тело обладает максимальной кинетической энергией. Потенциальная энергия равна нулю (тело находится на Земле).

                                Полные механические энергии равны между собой , если пренебрегать силой сопротивления воздуха.

                                kaplio.ru

                                Это интересно:

                                • Ограничения для осужденных отбывающих наказание в колониях-поселениях Статья 129. Условия отбывания лишения свободы в колониях-поселениях 1. В колониях-поселениях осужденные к лишению свободы: а) содержатся без охраны, но под надзором администрации колонии-поселения; в часы от подъема до отбоя пользуются правом свободного передвижения в […]
                                • Пособия при беременности и рождении Детские пособия индивидуальным предпринимателям Основной формой предоставления выплат семьям с детьми (прежде всего, в части предусматриваемых видов дополнительного материального обеспечения и их сумм) в России в соответствии с законом от 19 мая 1995 года № 81-ФЗ «О […]
                                • Дела о наследстве у нотариуса К какому нотариусу обратиться при вступлении в наследство Часто у впервые вступающих в наследственные права возникают сложности с поиском нотариуса. Многие не знают, кто занимается оформлением наследственных прав и документальным подтверждение права на наследство. Чтобы не […]
                                • Орфографические правила методика работы над ними Методика работы над орфографическим правилом Формирование навыка грамотного письма у школьников базируется на усвоении грамматической теории и орфографических правил. Орфографические правила регулируют написание не одного слова, а целой группы слов, объединенных чем-то […]
                                • Заявление на пенсию от днр Заявление на пенсию от днр Перечень документов, необходимых для назначения пенсии зависит от вида назначаемой пенсии. Основной перечень необходимых документов, как правило, включает: Трудовая книжка (оригинал и копия); Диплом об окончании дневного отделения учебного […]
                                • Отзывы об осаго в альфастрахование Страховая компания АЛЬФАСТРАХОВАНИЕ – отзывы Специалисты СК на сайте Последние отзывы о компании Мошеннические действиями со стороны страховой компании при оплате полиса Е-ОСАГО Оформляя электронный полиса ОСАГО на сайте данной компании, без моего ведома и подтверждения, […]
                                • Обман юристов Юридическая консультация бесплатно, как не быть обманутым? Юридическая консультация: «Спрос рождает предложение». Кейнс Джон Мейнард Каков спрос на юридические консультации? Только по данным «Яндекса» не менее 100 000 человек ежемесячно «забивают» в строке поиска запрос […]
                                • Фмс в воронеже по программе переселения Фмс в воронеже по программе переселения участникам областной целевой программы «Оказание содействия добровольному переселению в Воронежскую область соотечественников, проживающих за рубежом (2009 – 2012 годы) Введение Подготовка и реализация областной целевой […]