Energia cinetică și potențială (2)
Energia cinetică - energia sistemului mecanic, care depinde de vitezele sale puncte. Adesea, emit energia cinetică a mișcării de translație și de rotație. Unitatea de măsură în SI - Joule. Mai precis, energia cinetică este diferența dintre energia totală a sistemului și energia sa de repaus; Astfel, energia cinetică a - o parte din energia totală datorată mișcării.
Considerați cazul în care o masă m la o constantă acționează forța de corp (care poate fi de mai multe forță rezultantă) și vectorii de forță și deplasarea sunt direcționate pe aceeași linie dreaptă într-o singură direcție. În acest caz, forța de muncă poate fi definită ca A = F ∙ s. forța Modulul este a doua lege a lui Newton, F = m ∙ o, iar deplasarea modulului s la o mișcare rectilinie uniform accelerată asociată cu modulele υ1 vitezei inițiale și finale υ2 și accelerare și exprimare
De aici vom ajunge la locul de muncă
Cantitatea fizică egală cu jumătate din produsul din greutatea corpului prin pătratul vitezei sale, energia corp nazyvaetsyakineticheskoy.
Energia cinetică este notată cu Ek.
Apoi (1) pot fi scrise sub forma:
Teorema energiei cinetice:
activitatea rezultanta forțelor aplicate unui corp este egal cu variația energiei cinetice a corpului.
Deoarece variația energiei cinetice egală cu forța de muncă (3), energia cinetică a corpului este exprimat în aceleași unități ca și de muncă, adică. E. In jouli.
Dacă viteza inițială a corpului de masă m este zero, iar corpul crește viteza sa la o valoare de υ. forța de muncă este egală cu valoarea finală a energiei cinetice a corpului:
Smyslkineticheskoy energie fizică:
energia cinetică a unui corp în mișcare cu viteza v, arătând ceea ce are nevoie de lucru pentru a face forța care acționează asupra unui corp în repaus, să îl lase să știe că viteza.
Energie potențială - activitatea minimă care trebuie să fie efectuate în scopul de a muta corpul dintr-un punct de referință la un moment dat în domeniul forțelor conservatoare. A doua definiție a energiei potențiale - este o funcție de coordonate, care este un termen în Lagrangianului sistemului și care descrie interacțiunea elementelor sistemului. A treia definiție: energia potențială - energia de interacțiune. Unitățile [J]
Energia potențială se presupune a fi zero, pentru un punct în spațiu, alegerea care este determinată de comoditatea de calcule. Procesul de selectare a acestui punct energia potențială este numită normalizare. De asemenea, este clar că determinarea corectă a energiei potențiale pot fi date numai într-un câmp de forță a cărui funcționare depinde numai de poziția inițială și finală a corpului, dar nu pe calea mișcării sale. Aceste forțe sunt numite conservatoare.
Energia potențială a corpului este ridicat deasupra pământului - interacțiunea corpului energetic și forțele gravitaționale ale Pământului. Energia potențială a corpului deformată elastic - energia de interacțiune dintre părțile individuale ale corpului între o forțe elastice.
Potentsialnyminazyvayutsyasily a căror funcționare depinde numai de poziția inițială și finală a corpului în mișcare sau punctul de material și nu depinde de forma traiectoriei.
Atunci când forța de muncă potențială traiectorie închisă este întotdeauna zero. Forțele potențiale includ gravitația, forțele elastice, forțe electrostatice, și altele.
Forțele care depind de forma nazyvayutsyanepotentsialnymi traiectorie. Atunci când se deplasează punctul de material al corpului sau de-a lungul unei forțe de operare nonpotential cale închisă nu este zero.
Energia potențială de interacțiune cu corpul Pământului.
Gasim munca depusă de forța gravitației atunci când se deplasează FT-greutate vertical în jos, de la înălțimea h1 deasupra suprafeței pământului la o înălțime h2 (Fig. 1).
Dacă diferența dintre h1 - h2 este neglijabilă față de distanța față de centrul Pământului, forța gravitației în timpul mișcării corp FT poate fi considerată constantă și egală mg.
Deoarece direcția de deplasare coincide cu vectorul gravitației, gravitația de lucru este
Considerăm acum mișcarea unui corp pe un plan înclinat. Atunci când se deplasează de-a lungul corpului în jos un plan înclinat (fig. 2) gravitate Fm = m ∙ g efectuează muncă
unde h - înălțimea planului înclinat, s - modul de deplasare egală cu lungimea planului înclinat.
Mișcarea corpului din punctul B la punctul C de-a lungul oricărei căi (Fig. 3) pot fi vizualizate constând în deplasarea unor porțiuni plane oblice cu diferite înălțimi h“. h“etc. O forță de muncă de greutate tot drumul de la B la C este egală cu cantitatea de muncă pe părți separate ale căii ..:
unde h1 și h2 - înălțimea de pe pământ, pe care punctele respective B și C.
Ecuația (7) arată că activitatea forței gravitației nu depinde de traiectoria de mișcare a corpului și este întotdeauna egală cu produsul gravității modulului pe diferența de înălțime în pozițiile inițiale și finale.
Atunci când se deplasează în jos datorită funcționării gravitației este pozitiv, linie in sus - negativ. muncă gravitație într-un traseu închis este zero.
Ecuația (7) poate fi reprezentat sub forma:
Cantitatea fizică egală cu greutatea la modulul accelerației gravitaționale și înălțimea la care corpul este ridicat deasupra suprafeței pământului, iar nazyvayutpotentsialnoy energieyvzaimodeystviya corpul pământului.
Lucrați gravitatea atunci când se deplasează corpul de masă m de la un punct situat la o înălțime h2, până la un punct situat la o H1 înălțime de la suprafața pământului, de-a lungul orice traiectorie este egală cu variația potențialului pământ energetic și corp luat cu interacțiunea semn opus.
Energia potențială este notată cu Ep.
Valoarea energiei potențiale a corpului ridicat deasupra Pământului depinde de alegerea nivelului de zero, adică. E. Înălțimea la care se presupune că energia potențială a fi zero. Este general acceptat faptul că energia potențială a corpului pe suprafața Pământului este egală cu zero.
Cu această alegere a corpului Ep potențial energetic zero nivel situat la o înălțime h deasupra solului este produsul masa m a corpului la modulul de accelerație gravitațională g și distanța h sale de la suprafață:
Smyslpotentsialnoy energia fizică a interacțiunii corpului cu Pământul:
energia potențială a corpului la care forța de gravitație, egală cu lucrul mecanic efectuat de forța de gravitație atunci când se deplasează corpul la un nivel de zero.
Spre deosebire de energia cinetică a mișcării de translație, care poate avea numai valori pozitive, energia potențială a corpului poate fi pozitiv sau negativ. Greutatea corporală m. situat la o înălțime h, unde h