Работа и энергия. (Тема 4)

Сентябрь 15, 2022

Главная
Физика
Работа и энергия. (Тема 4)

Содержание

2. Тема 4. Работа и энергия 1. Работа при механическом движении. 2. Мощность. 3. Кинетическая энергия. 4.
3. 1 учебный вопрос: Работа при механическом движении Отмечается то странное обстоятельство, что можно подсчитать какое-то число
4. Энергия – универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. С различными формами движения материи связывают различные
5. Поступательное движение Элементарная работа Единица работы – джоуль (Дж). 1 Дж – работа, совершаемая силой в
6. Интегральная работа Правило знаков α 0; α > π/2 А1-2 α = π/2 А1-2 = 0
7. Вращательное движение Работа силы, действующей на твердое тело при его вращении, равна произведению момента этой силы
8. 2 учебный вопрос: Мощность Мощность – это скалярная физическая величина, характеризующая быстроту совершения работы и численно
9. Вращательное движение Средняя мощность: Nср = ∆Aвр /∆t Мгновенная мощность: Единица мощности – ватт (Вт). 1
10. 3 учебный вопрос: Кинетическая энергия Механическая энергия складывается из энергии движения (кинетической) и энергии взаимодействия (потенциальной)
11. Теорема Кёнига Кинетическая энергия плоского движения твердого тела складывается из: кинетической энергии поступательного движения центра масс
12. Поступательное движение Вращательное движение (8) (9)
13. 4 учебный вопрос: Потенциальная энергия Потенциальная энергия – это механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным
14. Потенциальная энергия в поле сил тяжести Изменение потенциальной энергии измеряется работой сил тяжести при h2 =
15. Стационарное силовое поле, в котором работа силы поля между двумя любыми точками не зависит от формы
16. В потенциальном поле работа сил при прохождении любой замкнутой траектории 1-2-1 равна нулю: Силы, работа которых
17. Потенциальная энергия в поле упругих сил Изменение потенциальной энергии упругого деформирования определяется работой, которую совершает внешняя
18. Принимая за нулевую потенциальную энергию недеформированной пружины (Еп = 0 при х = 0)
19. Гравитационные силы и силы упругости консервативны
20. Силы и потенциальная энергия Работа силы при таком перемещении будет равна убыли потенциальной энергии: Векторная форма
21. 5 учебный вопрос: Закон сохранения механической энергии Этот фундаментальный закон природы отражает вечность и неуничтожимость механического
22. 2-й закон Ньютона для системы тел Fi − внешние силы; fi − внутренние (консервативные) силы; i
23. (13) (14)
24. В системе с одними только консервативными силами полная энергия остается неизменной. Могут происходить лишь превращения потенциальной
25. Механические системы, в которых действуют только консервативные силы (внутренние и внешние), называются консервативными системами. В консервативных
26. Диссипативные системы В диссипативных системах механическая энергия постепенно уменьшается за счет преобразования в другие (немеханические) формы
27. Работа диссипативных сил зависит от формы траектории Силы трения и сопротивления – диссипативные. Их работа отрицательна.
29. Скачать презентацию

Слайд 2

Тема 4. Работа и энергия
1. Работа при механическом движении.
2. Мощность.
3. Кинетическая

энергия.
4. Потенциальная энергия.
5. Закон сохранения полной механической энергии в поле потенциальных сил

Слайд 3

1 учебный вопрос: Работа при механическом движении
Отмечается то странное обстоятельство, что

можно подсчитать какое-то число и затем спокойно следить, как природа будет выкидывать любые свои трюки, а потом опять подсчитать это число — и оно останется прежним. Исключений из этого закона не существует; насколько мы знаем, он абсолютно точен. Название его — сохранение энергии. Он утверждает, что существует определённая величина, называемая энергией, которая не меняется ни при каких превращениях, происходящих в природе.

Ричард Фейнман

Слайд 4

Энергия – универсальная мера различных форм движения и взаимодействия.
С различными

формами движения материи связывают различные формы энергии: механическую, тепловую, электромагнитную, ядерную и др.

Чтобы измерить механическую энергию, необходимо заставить тело совершить работу.

Слайд 5

Поступательное движение

Элементарная работа
Единица работы – джоуль (Дж).
1 Дж – работа,

совершаемая силой в 1 Н на пути в
1 м (1 Дж = 1 Н⋅м).

(1)

Слайд 6

Интегральная работа
Правило знаков
α < π/2 А1-2 > 0;
α > π/2

А1-2 < 0;
α = π/2 А1-2 = 0

(2)

Слайд 7

Вращательное движение
Работа силы, действующей на твердое тело при его вращении, равна

произведению момента этой силы на угол поворота тела.

(3)

Слайд 8

2 учебный вопрос: Мощность
Мощность – это скалярная физическая величина, характеризующая быстроту

совершения работы и численно равная работе, совершаемой за единицу времени.

Поступательное движение

Средняя мощность Nср = ∆A/∆t

Мгновенная мощность

(5)

(4)

Слайд 9

Вращательное движение
Средняя мощность: Nср = ∆Aвр /∆t
Мгновенная мощность:
Единица мощности

– ватт (Вт).
1 Вт – мощность, при которой за время 1 с совершается работа в 1 Дж (1 Вт = 1 Дж/с).

(6)

(7)

Слайд 10

3 учебный вопрос: Кинетическая энергия
Механическая энергия складывается из энергии движения (кинетической)

и энергии взаимодействия (потенциальной)

Кинетическая энергия тела – это энергия, представляющая меру его механического движения и измеряемая той работой, которую может совершить тело при его торможении до полной остановки.

Слайд 11

Теорема Кёнига
Кинетическая энергия плоского движения твердого тела складывается из:
кинетической энергии

поступательного движения центра масс тела и
кинетической энергии его вращения относительно центра масс.

Слайд 12

Поступательное движение
Вращательное движение
(8)
(9)

Слайд 13

4 учебный вопрос: Потенциальная энергия
Потенциальная энергия – это механическая энергия системы

тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними.

Слайд 14

Потенциальная энергия в поле сил тяжести
Изменение потенциальной энергии измеряется работой сил

тяжести

при h2 = 0 и h1≡h

Работа, не зависит от формы пути, по которому происходило перемещение из начальной точки 1 в конечную точку 2.

Слайд 15

Стационарное силовое поле, в котором работа силы поля между двумя любыми

точками не зависит от формы пути, а зависит только от положения этих точек (A1a2=A1b2), называется потенциальным, а сами силы – консервативными.

Сила тяготения, силы упругости, силы электростатического взаимодействия между заряженными телами – консервативные.

Слайд 16

В потенциальном поле работа сил при прохождении любой замкнутой траектории 1-2-1

равна нулю:

Силы, работа которых зависит от траектории перемещения точки, называются неконсервативными.

Силы трения, магнитные силы - неконсервативные.

Слайд 17

Потенциальная энергия в поле упругих сил
Изменение потенциальной энергии упругого деформирования

определяется работой, которую совершает внешняя сила при удлинении пружины от величины х1 до величины х2 (х1 < х2)

Слайд 18

Принимая за нулевую потенциальную энергию недеформированной пружины (Еп = 0 при

х = 0)

Слайд 19

Гравитационные силы и силы упругости консервативны

Слайд 20

Силы и потенциальная энергия

Работа силы при таком перемещении будет равна убыли

потенциальной энергии:

Векторная форма записи (10):

(10)

(11)

Слайд 21

5 учебный вопрос: Закон сохранения механической энергии
Этот фундаментальный закон природы отражает

вечность и неуничтожимость механического движения. Идея закона принадлежит М.В. Ломоносову (1711-1765 г.г.), количественные формулировки – Ю.Майеру (1814-1878 г.г.), Г. Гельмгольцу (1821-1894 г.г.).

Слайд 22

2-й закон Ньютона для системы тел
Fi − внешние силы; fi −

внутренние (консервативные) силы; i = 1, 2,…, n.

Умножим уравнение (12) на перемещения , совершаемые точками системы:

(12)

Слайд 23

(13)
(14)

Слайд 24

В системе с одними только консервативными силами полная энергия остается неизменной.

Могут происходить лишь превращения потенциальной энергии в кинетическую и обратно, но полный запас энергии системы измениться не может.

Закон сохранения механической энергии:

(15)

Слайд 25

Механические системы, в которых действуют только консервативные силы (внутренние и внешние),

называются консервативными системами.

В консервативных системах полная механическая энергия сохраняется.

Закон сохранения механической энергии:

Консервативные системы

Слайд 26

Диссипативные системы
В диссипативных системах механическая энергия постепенно уменьшается за счет преобразования

в другие (немеханические) формы энергии, например, тепловую, электромагнитную и т.д. Этот процесс называется диссипацией (или рассеянием энергии).

При «исчезновении» механической энергии всегда возникает эквивалентное количество энергии другого вида.

Слайд 27

Работа диссипативных сил зависит от формы траектории
Силы трения и сопротивления

– диссипативные. Их работа отрицательна. Происходит диссипация энергии –
нагрев.

Работа и энергия. (Тема 4)

Содержание

Тема 4. Работа и энергия1. Работа при механическом движении.2. Мощность.3. Кинетическая

1 учебный вопрос: Работа при механическом движенииОтмечается то странное обстоятельство, что

Энергия – универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. С различными

Поступательное движение Элементарная работаЕдиница работы – джоуль (Дж). 1 Дж – работа,

Интегральная работаПравило знаковα < π/2 А1-2 > 0; α > π/2

Вращательное движениеРабота силы, действующей на твердое тело при его вращении, равна

2 учебный вопрос: МощностьМощность – это скалярная физическая величина, характеризующая быстроту

Вращательное движениеСредняя мощность: Nср = ∆Aвр /∆t Мгновенная мощность: Единица мощности

3 учебный вопрос: Кинетическая энергияМеханическая энергия складывается из энергии движения (кинетической)

Теорема КёнигаКинетическая энергия плоского движения твердого тела складывается из: кинетической энергии

Поступательное движениеВращательное движение(8)(9)

4 учебный вопрос: Потенциальная энергияПотенциальная энергия – это механическая энергия системы

Потенциальная энергия в поле сил тяжестиИзменение потенциальной энергии измеряется работой сил