октября 2020; Группа ТЭК1/1; Физика

7 октября 2020; Группа ТЭК1/1; Физика

Занятие №8

Тема: Импульс материальной точки. Закон сохранения импульса. Механическая работа и мощность силы. Энергия. Кинетическая энергия. Работа силы тяжести и силы упругости. Потенциальная энергия. Закон сохранения энергии в механике.

ЗАДАНИЕ:

1. Изучить теоретический материал (лекцию в этом документе и §38-45 учебника)

2.Решить задачи, используя закон сохранения энергии (записать ход решения)

Фотографии отчета прислать в личном сообщении ВК: https://vk.com/id578016066.

На фотографиях вверху должна быть фамилия, дата выдачи задания, группа, дисциплина. Например: "Иванов, 7.10, группа ТЭК1/1, Физика".

Для максимальной оценки задание прислать до 10.10 включительно

План.

Импульс материальной точки.
Закон сохранения импульса.
Механическая работа и мощность силы.
Энергия. Кинетическая энергия
Работа силы тяжести и силы упругости.
Потенциальная энергия.
Закон сохранения энергии в механике

Импульс материальной точки – это физическая величина, равная произведению массы материальной точки на ее скорость:

Импульс имеет то же направление, как и скорость. Единица импульса 1кг^.м/с.

Внешние силы – силы, возникающие в результате взаимодействия тела, принадлежащего системе, с телом, не принадлежащим ей.

Внутренние силы – силы, которые возникают в результате взаимодействия тел, принадлежащих системе.

Закон сохранения импульса: если внешние силы на систему не действуют или их сумма равна нулю, то импульс системы сохраняется:

Например, взаимодействуют два тела. Сумма их импульсов до взаимодействия равна сумме их импульсов после взаимодействия:

Абсолютно неупругое столкновение – взаимодействие тел, после которого они движутся как единое целое с одной скоростью.

Задача. Два шара, массы которых 0,5кг и 0,2кг, движутся по гладкой горизонтальной поверхности навстречу друг другу со скоростями 1м/с и 4м/с. Определите их скорость после абсолютно неупругого удара.

Решение. ;

Ответ: - 0,4м/с

Работа постоянной силы равна произведению модулей силы и перемещения точки приложения силы и косинуса угла между ними:

или

Джоуль – это работа , которую совершает сила 1Н на перемещении 1м.

Мощность – это скорость совершения работы:

Мощность равна 1Вт, если работа в 1Дж совершается за 1с.

Энергия характеризует способность тела совершать работу.Совершая работу, тело переходит из одного состояния в другое. При этом энергия расходуется. Энергия в механике – величина, определяемая состоянием системы – положением тел или частей тела и их скоростями.

Кинетическая энергия – это энергия, которой обладает движущееся тело. Кинетическая энергия материальной точки – это величина, равна половине произведения массы материальной точки на квадрат ее скорости:

Теорема об изменении кинетической энергии: изменение кинетической энергии материальной точки при ее перемещении равно работе, совершенной силой, действующей на точку при этом перемещении:

Вопросы. Что такое работа? По какой формуле можно вычислить работу силы?

Что общего между работой силы тяжести и силы упругости?

Потенциальная энергия –это энергия взаимодействия тел, обусловленная их взаимным расположением или взаимным расположением частей тела.

Потенциальная энергия тела в поле силы тяжести:

Е_п = mgh, где h – высота тела над поверхностью.

Потенциальная энергия упруго деформированного тела:

где k – жесткость пружины, х – удлинение или сжатие пружины.

Потенциальные (консервативные) силы – силы, работа которых не зависит от формы траектории точки приложения и по замкнутой траектории равна нулю. Сила тяжести и сила упругости – потенциальные силы.

Теорема об изменении потенциальной энергии: изменение потенциальной энергии тела равно работе потенциальной силы, взятой с противоположным знаком:

Работа силы тяжести при падении тела массой m вертикально вниз:

А = - (mgh₂ – mgh₁)

А = mgh₁ – mgh₂

В начальный момент времени тело находилось на высоте h₁, а в конечный момент времени – на высоте h₂. Работа силы тяжести зависит от начального и конечного состояний и не зависит от траектории движения тела.

Работа силы упругости при растяжении (сжатии пружины):

А = -

А =

Полная механическая энергия равна сумме кинетической и потенциальной энергий тел, входящих в систему: Е = Еп + Ек

Закон сохранения механической энергии: в изолированной системе, в которой действуют потенциальные силы, механическая энергия со временем не меняется:

Е = Еп + Ек = const

Общий закон сохранения энергии:Энергия не создается и не уничтожается, а только преобразуется из одной формы в другую