Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах.

Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах.

1. Примеры на взаимное превращение одних видов механической энергии в другие (падение тела, маятники)

Ранее мы уже рассматривали возможность превращения одного вида механической энергии в другой, например, потенциальной в кинетическую или, наоборот, кинетической в потенциальную. Также мы приводили пример периодического превращения потенциальной и кинетической энергии друг в друга.

Пример 1. Переход потенциальной энергии в кинетическую энергию.

Падение мяча.

Пример 2. Периодические превращения типов механической энергии (маятники).

Математический маятник (груз на нити) – материальная точка, совершающая колебания под действием силы тяжести на длинной нерастяжимой нити.

Для начала колебательного процесса в этом маятнике отводим тело, подвешенное на нити, от положения равновесия (придаем ему потенциальную энергию) и отпускаем. После этого наблюдаются горизонтальные колебания в вертикальной плоскости, и мы можем видеть похожие на предыдущий пример превращения энергии: подъем – переход кинетической энергии в потенциальную, опускание – переход потенциальной в кинетическую и т. д.

Пружинный маятник – груз, совершающий колебания на пружине под действием силы упругости.

Если подвесить груз к пружине и оттянуть ее вниз (придать пружине потенциальную энергию), а затем отпустить, то будут наблюдаться более сложные превращения энергии: потенциальная энергия пружины в кинетическую и потенциальную энергию груза и наоборот.

2. Закон сохранения механической энергии

Все приведенные примеры экспериментов говорят о том, что мы уже знаем, что полная механическая энергия тела (сумма кинетической и потенциальной) не меняется или, как говорят по-другому, сохраняется. Это мы называем законом сохранения механической энергии:

Eп + Eк = E = const

Замечание. Важно помнить, что этот закон выполнен только для замкнутой системы тел.

Определение. Замкнутая система тел – это та система, в которой не действуют внешние силы.

12 Следующая ⇒