Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Работа. Механическая энергия. Кинетическая и потенциальная энер­гия. Закон сохранения механической энергии.




Работой A постоянной силы F называется физическая величина, равная произведению модулей сил и перемещения, умноженному на косинус угла α между векторами силы F и перемещения s: A=Fscosα.

Работа положительна, если угол α между векторами силы F и вектором перемещения меньше 90°. При значениях угла 90°<α≤ 180° работа силы отрицательна. Если вектор F перпендикулярен вектору перемещения s, то косинус угла α равен нулю и работа силы F равна нулю. Единица работы в СИ называется джоулем.

Энергия – это величина, характеризующая способность тела совершать работу. В механике различают кинетическую и потенциальную энергию.

Движущее тело обладает кинетической энергией. Эта энергия равна работе, которую надо совершить, чтобы увеличить скорость тела от нуля до значения υ. Кинетической энергией называется величина, равная половине произведения массы на квадрат скорости тела. Ек = mυ²/2.

Потенциальная энергия – это энергия, обусловленная взаимодействием различных тел или частей одного и того же тела. Она зависит от взаимного расположения тел или величины упругой деформации тела. Ер = mgh. Потенциальная энергия – это энергия взаимодействия тел.

Потенциальная энергия поднятого над Землёй тела – это энергия взаимодействия тела и Земли гравитационными силами. Потенциальная энергия упруго деформированного тела – это энергия взаимодействия отдельных частей тела между собой силами упругости.

В замкнутой системе тел положительная работа внутренних сил увеличивает кинетическую энергию и уменьшает потенциальную. Отрицательная работа, напротив, увеличивает потенциальную энергию и уменьшает кинетическую. Именно благодаря этому выполняется закон сохранения энергии: В замкнутой системе, в которой действуют консервативные силы, механическая энергия сохраняется.

Е = Ек + Ер = const.

 

Это понятие было введено в 1847 г. 26-летним немецким учёным Гельмгольцем. Что происходит с полной механической энергией по мере движения тела? Рассмотрим простое явление. Бросим вертикально вверх мяч. Придав мячу скорость, мы тем самым сообщим ему некоторую кинетическую энергию. По мере движения мяча вверх его движение будет замедляться притяжением Земли и скорость, а вместе с ней и кинетическая энергия мяча будет становиться всё меньше и меньше. Потенциальная же энергия мяча вместе с высотой будет при этом возрастать. В высшей точке траектории (на максимальной высоте) потенциальная энергия мяча достигнет наибольшего значения, а кинетическая энергия окажется равной нулю. После этого мяч начнёт падать вниз, постепенно набирая скорость. Кинетическая энергия при этом начнёт увеличиваться, а потенциальная энергия (из-за уменьшения высоты) – убывать. В момент удара о землю кинетическая энергия мяча достигнет максимального значения, а потенциальная обратится в нуль.

Итак, когда кинетическая энергия тела уменьшается, потенциальная возрастает, и наоборот, когда кинетическая энергия тела увеличивается, его потенциальная энергия убывает. Изучение свободного падения тела (в отсутствие сопротивления воздуха) показывает, что всякое уменьшение одного из видов энергии сопровождается равным увеличением другого вида энергии. Полная же механическая энергия тела при этом сохраняется. В этом состоит закон сохранения механической энергии: ПОЛНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ТЕЛА, НА КОТОРОЕ НЕ ДЕЙСТВУЮТ СИЛЫ ТРЕНИЯ И СОПРОТИВЛЕНИЯ, В ПРОЦЕССЕ ЕГО ДВИЖЕНИЯ ОСТАЁТСЯ НЕИЗМЕННОЙ.

 

Билет№8

Механическими колебаниями называют дви­жения тела, повторяющиеся точно или приблизи­тельно через одинаковые промежутки времени.

Основ­ными характеристиками механических колебаний являются: смещение, амплитуда, частота, период.

Смещение — это отклонение от положения равнове­сия.

Амплитуда — модуль максимального отклоне­ния от положения равновесия.

Частота — число полных колебаний, совершаемых в единицу времени.

Период — время одного полного колебания, т. е. ми­нимальный промежуток времени, через который происходит повторение процесса.

Период и частота связаны соотношением: v = 1/T. Простейший вид колебательного движения — гармонические колебания, при которых колеблю­щаяся величина изменяется со временем по закону синуса или косинуса (рис.)

Если колебания происходят под действием периодически действующей внешней си­лы, то такие колебания называют вынужденными.

Например, родители раскачивают ребенка на каче­лях, поршень движется в цилиндре двигателя авто­мобиля, колеблются нож электробритвы и игла швейной машины. Характер вынужденных колеба­ний зависит от характера действия внешней силы, от ее величины, направления, частоты действия и не зависит от размеров и свойств колеблющегося тела. Например, фундамент мотора, на котором он закреп­лен, совершает вынужденные колебания с частотой, определяемой только числом оборотов мотора, и не зависит от размеров фундамента

. При совпадении частоты внешней силы и час­тоты собственных колебаний тела амплитуда вынуж­денных колебаний резко возрастает. Такое явление называют механическим резонансом.

Явление резонанса может быть причиной раз­рушения машин, зданий, мостов, если собственные их частоты совпадают с частотой периодически дей­ствующей силы. Поэтому, например, двигатели в ав­томобилях устанавливают на специальных амортиза­торах, а воинским подразделениям при движении по мосту запрещается идти «в ногу».


Превращение энергии при механических колебаниях


При отклонении маятника от положения рав­новесия он поднимается на высоту h относительно нулевого уровня, следовательно, в точке А маятник обладает потенциальной энергией mgh. При движе­нии к положению равновесия, к точке О, уменьшает­ся высота до нуля, а скорость груза увеличивается, и в точке О вся потенциальная энергия mgh превратит­ся в кинетическую энергию mvг/2. В положении равновесия кинетическая энергия имеет максималь­ное значение, а потенциальная энергия минимальна. После прохождения положения равновесия происхо­дит превращение кинетической энергии в потенци­альную, скорость маятника уменьшается и при мак­симальном отклонении от положения равновесия становится равной нулю. При колебательном движе­нии всегда происходят периодические превращения его кинетической и потенциальной энергий. При свободных механических колебаниях не­избежно происходит потеря энергии на преодоление сил сопротивления.

рис.

 

 

билет№9

. Возникновение атомистической гипотезы строения вещества и ее экспериментальные доказательства. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно_кинетической теории идеального газа. Абсолютная температура как мера средней кинетической энергии теплового движения частиц вещества.

Основные положения молекулярно-кинетической теории:

1. Вещество состоит из частиц 2. Частицы беспорядочно двинуться 3. Частицы взаимодействуют друг с другом

Броуновское движение – это тепловое движение взвешенных частиц в жидкости или газе

Атомы и молекулы состоят из электрически заряженных частиц. Благодаря воздействию электрических сил на малых расстояниях силы притяжения больше сил отталкивания

Идеальный газ – это газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежительно мало

Давление идеального газа пропорционально произведению концентрации молекул и средней кинетической энергии поступательного движения молекул

Абсолютная температура есть мера средней кинетической энергии движения молекул

Средняя кинетическая энергия хаотичного
поступательного движения молекул газа
пропорциональна абсолютной температуре

 

Билет №10






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных