Энергия и работа
1) Единой мерой различных форм движения является энергия (W). Энергия – это запас возможности совершить работу (A). Процесс изменения энергии – это процесс совершения работы. Работа, совершаемая постоянной силой F, определяется формулой:
Здесь – угол между направлением действия силы F и направлением перемещения на пути S. Работа и энергия измеряются в Джоулях [Дж].
Полная работа, совершаемая переменной силой F (S) на пути от 0 до S, определится интегрированием выражения
Здесь – элементарная работа на участке пути .
;
Рис. 13
| Численное значение работы можно найти графически (рис. 13). Работа равна площади заштрихованной фигуры под зависимостью .
Для характеристики скорости совершения работы вводится понятие мощности ():
;
Здесь t – время. Единица измерения мощности ватт [Вт].
2) Кинетическая энергия.
Кинетическая энергия – это механическая энергия всякого движущегося тела. Измеряется кинетическая энергия работой, которую может совершить тело при его торможении до полной остановки. На малом участке пути переменная сила совершит работу:
.
По второму закону Ньютона силу можно найти
Тогда ; Полная работа
;
‑ кинетическая энергия.
3) Потенциальная энергия.
Рис. 14
| а) Поднимая тело над поверхностью Земли, мы совершаем над ним работу и увеличиваем его энергию. Эта энергия называется потенциальной (рис. 14).
при подъёме с постоянной скоростью.
Тогда ; ‑ потенциальная энергия. Это также механическая форма энергии.
Поднимем тело на высоту H по пути l (рис. 14).
но . Тогда .
Силы (в данном случае это сила тяжести), работа которых не зависит от формы пути, называются консервативными.
б) Потенциальная энергия упруго деформированного тела.
Из закона Р. Гука ; По третьему закону Ньютона внешняя сила . Для нее . Найдем работу, совершаемую этой силой при упругой деформации тела на величину .
; ;
Здесь – потенциальная энергия, запасенная в упруго деформированном теле.
Одним из основных фундаментальных законов в физике является закон сохранения и превращения энергии.
В замкнутой системе энергия может переходить из одних видов в другие и передаваться от одного тела к другому, но её общее количество остается неизменным.
Если в замкнутой системе сохраняется только механическая энергия , система называется консервативной.
Если механическая энергия постепенно уменьшается за счет перехода в другие (немеханические) формы энергии, система называется диссипативной.
Дата добавления: 2015-08-06 | Просмотры: 575 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 |
|