пользователей: 30398
предметов: 12406
вопросов: 234839
Конспект-online
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ПОЛНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ЧАСТИЦЫ

 

Мы показали, что работа по перемещению частицы из положения 1 в положение 2 может быть выражена через приращение кинетической энергии:

 

clip_image288.gif.

 

В общем случае на частицу могут действовать как потенциальные, так и непотенциальные силы. Таким образом, результирующая сила, действующая на частицу:

 

clip_image290.gif.

 

Работа всех этих сил идет на приращение кинетической энергии частиц:

 

clip_image292.gif.

 

Но, с другой стороны, работа потенциальных сил равна убыли потенциальной энергии частиц:

 

clip_image294.gif,

 

следовательно,

 

clip_image296.gif.

 

Величину clip_image298.gif называют полной механической энергией частицы. Обозначим ее через Е.

 

clip_image300.gif.

 

Таким образом, работа непотенциальных сил идет на приращение полной механической энергии частицы.

Приращение полной механической энергии частицы в стационарном поле потенциальных сил при перемещении ее из точки 1 в точку 2 можно записать в виде:

 

clip_image302.gif.

 

Если clip_image304.gif > 0, то полная механическая энергия частицы возрастает, а если clip_image304.gif < 0, то убывает. Следовательно, полная механическая энергия частицы может измениться под действием только непотенциальных сил. Отсюда непосредственно вытекает закон сохранения механической энергии одной частицы. Если непотенциальные силы отсутствуют, то полная механическая энергия частицы в стационарном поле потенциальных сил остается постоянной.

В реальных процессах, где действуют силы сопротивления, наблюдается отклонение от закона сохранения механической энергии. Например, при падении тела на Землю сначала кинетическая энергия тела возрастает, поскольку увеличивается скорость. Возрастает и сила сопротивления, которая увеличивается с возрастанием скорости. Со временем она будет компенсировать силу тяжести, и в дальнейшем при уменьшении потенциальной энергии относительно Земли кинетическая энергия не возрастает. Работа сил сопротивления приводит к изменению температуры тела. Нагревание тел при действии трения легко обнаружить, потерев ладони друг о друга.

или таак

Закон сохранения полной механической энергии

    При движении тела массой m в потенциальном поле на пути Image7276.gif совершается работа Image7277.gif. Силу по второму закону динамики можно представить в виде Image7278.gif, т.е.

                             Image7279.gif,                                     (2.6)

или по-другому

                                                    Image7280.gif.                                                       (2.6’)

    Изменение кинетической энергии равно работе. Но работа равна изменению потенциальной энергии Image7281.gif= Image7282.gif, поэтому

Image7283.gif или Image7284.gif,

следовательно,

Image7285.gif,

где W – полная энергия тела.

    При движении тела в потенциальном поле его полная механическая энергия остаётся постоянной. Это и есть закон сохранения полной механической энергии. Полная энергия сохраняется также и для замкнутой системы, состоящей из произвольного количества тел.

 


02.07.2014; 18:35
хиты: 107
рейтинг:0
Естественные науки
физика
атомная физика
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2024. All Rights Reserved. помощь