Закон сохранения механической энергии с задачей решение, Физика лекции, ФИЗИКА, Каталог файлов, Иволга сайт биологии химии

25.09.2015

Закон збереження механічної енергії

1. Розглянемо вільне падіння тіла з деякої висоти h відносно поверхні Землі (рис. 77). В точці A тіло нерухомо, тому воно має лише потенційною енергією. В точці B на висоті h 1 тіло володіє потенційною енергією, і кінетичної енергією, оскільки тіло в цій точці має деяку швидкість v 1. В момент торкання поверхні Землі потенційна енергія тіла дорівнює нулю, воно має тільки кінетичної енергією.

Таким чином, під час падіння тіла його потенційна енергія зменшується, а кінетична збільшується.

Повною механічною енергією E називають суму потенційної і кінетичної енергій.

2. Покажемо, що повна механічна енергія системи тіл зберігається. Розглянемо ще раз падіння тіла на поверхню Землі з точки A в точку C (див. рис. 78). Будемо вважати, що тіло і Земля являють собою замкнену систему тіл, в якій діють лише консервативні сили, в даному випадку сила тяжіння.

В точці A повна механічна енергія тіла дорівнює його потенційної енергії

В точці B повна механічна енергія тіла дорівнює

Тоді

Швидкість тіла v 1 можна знайти за формулою кінематики. Оскільки переміщення тіла з точки A в точку B дорівнює

Підставивши цей вираз у формулу повної механічної енергії, отримаємо

Таким чином, в точці B

У момент торкання поверхні Землі (точка C ) тіло має лише кінетичної енергією, отже, його повна механічна енергія

Швидкість тіла в цій точці можна знайти за формулою = 2gh. враховуючи, що початкова швидкість тіла дорівнює нулю. Після підстановки виразу для швидкості у формулу повної механічної енергії отримаємо E = mgh .

Таким чином, ми отримали, що в трьох розглянутих точках траєкторії повна механічна енергія тіла дорівнює одному і тому ж значенню: E = mgh. До такого ж результату ми прийдемо, розглянувши інші точки траєкторії тіла.

Повна механічна енергія замкнутої системи тіл, в якій діють лише консервативні сили, залишається незмінною при будь-яких взаємодіях тіл системи.

Це твердження є законом збереження механічної енергії.

3. В реальних системах діють сили тертя. Так, при вільному падінні тіла в розглянутому прикладі (див. рис. 78) діє сила опору повітря, тому потенційна енергія в точці A більше повної механічної енергії в точці B і в точці C на величину роботи, яка виконується силою опору повітря: DE = A. При цьому енергія не зникає, частина механічної енергії перетворюється у внутрішню енергію тіла і повітря.

4. Як ви вже знаєте з курсу фізики 7 класу, для полегшення праці людини використовують різні машини і механізми, які, володіючи енергією, здійснюють механічну роботу. До таких механізмів відносять, наприклад, важелі, блоки, підйомні крани та ін При вчиненні роботи відбувається перетворення енергії.

Таким чином, будь-яка машина характеризується величиною, що показує, яка частина переданої їй енергії використовується корисно чи якась частина досконалої (повної) роботи є корисною. Ця величина називається коефіцієнтом корисної дії (ККД).

Коефіцієнтом корисної дії h називають величину, що дорівнює відношенню корисної роботи An до повної роботі A .

ККД Зазвичай виражають у відсотках.

h = • 100%.

Парашутист масою 70 кг відокремився від нерухомо висить вертольота і пролетівши 150 м до розкриття парашута, придбав швидкість 40 м/с. Чому дорівнює робота сили опору повітря?

Короткий опис статті: закон збереження механічної енергії

Джерело: Закон збереження механічної енергії з завданням рішення — Фізика лекції — ФІЗИКА — Каталог файлів — Іволга сайт біології хімії

Також ви можете прочитати