Закон сохранения энергии

Сентябрь 13, 2022

Главная
Физика
Закон сохранения энергии

Содержание

2. Лекция 8. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ 8.1. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 8.2. ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ КРИВЫЕ И УСЛОВИЕ РАВНОВЕСИЯ
3. 8.1. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
5. Двигаясь под действием сил, точки системы за интервал времени dt совершают перемещения, соответственно равные, умножим каждое
7. При переходе системы из состояния 1 в состояние 2 , т.е. изменение полной механической энергии системы
9. В системе, в которой действуют также неконсервативные силы, например силы трения, полная механическая энергия не сохраняется.
14. Следовательно, если сила – функция только одной координаты, например абсциссы х, то , или . Но
16. В этом случае сила положительна, т.е. является силой отталкивания. Наконец, в точках минимума или максимума энергии,
19. Если частица при своем движении не может удаляться на бесконечность, движение называется финитным. Если же частица
20. Точка М – точка устойчивого равновесия. Условием устойчивого равновесия является минимальное значение потенциальной энергии . Точка
21. Лекция окончена!
23. Скачать презентацию

Слайд 2

Лекция 8. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ
8.1. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
8.2. ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ

КРИВЫЕ И УСЛОВИЕ РАВНОВЕСИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

Слайд 3

8.1. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Слайд 4

Слайд 5

Двигаясь под действием сил, точки системы за интервал времени dt совершают

перемещения, соответственно равные, умножим каждое из уравнений скалярно на соответствующее перемещение и, учитывая, что , получим (II). Сложив эти уравнения, получим:
(8.15)

Слайд 6

Слайд 7

При переходе системы из состояния 1 в состояние 2
, т.е.

изменение полной механической энергии системы при переходе из одного состояния в другое, равно работе, совершенной при этом внешними неконсервативными силами. Если внешние неконсервативные силы отсутствуют, то из (8.16) следует, что , откуда
Е=Т+П=const, (8.18)
т.е. полная механическая энергия системы сохраняется. Выражение (8.18) представляет собой закон сохранения механической энергии: в системе тел, между которыми действуют только консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется, т.е. не изменяется со временем.

Слайд 8

Слайд 9

В системе, в которой действуют также неконсервативные силы, например силы трения,

полная механическая энергия не сохраняется. Следовательно, в этих случаях закон сохранения механической энергии несправедлив. Однако при «исчезновении» механической энергии всегда возникает эквивалентное количество энергии другого вида. Таким образом, энергия никогда не исчезает и не появляется вновь, она лишь превращается из одного вида в другой. В этом и заключается физическая сущность закона сохранения и превращения энергии – сущность неуничтожимости материи и ее движения.

Содержание

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Следовательно, если сила – функция только одной координаты, например абсциссы х,

то ,
или .
Но на графике 8.6 , где α - угол наклона потенциальной кривой к оси абсцисс. Соответственно, точное значение силы получается лишь в пределе, когда перемещение Δх стремится к нулю:
(8.19)
Итак, в консервативных системах сила равна производной от потенциальной энергии по координате, взятой с противоположным знаком.

Слайд 15

Слайд 16

В этом случае сила положительна, т.е. является силой отталкивания. Наконец, в

точках минимума или максимума энергии, сила, очевидно, равна нулю, ибо в окрестностях этих точек она меняет знак. На границах касательная к потенциальной кривой в этих точках параллельна оси абсцисс. В соответствии с (8.19) в точках М и N сила равна нулю, следовательно -
условие равновесия. Зная вид функции, которой выражается потенциальная энергия, можно сделать ряд заключений о характере движения частицы. Поясним это, воспользовавшись графиком на рис.8.8.

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Если частица при своем движении не может удаляться на бесконечность, движение

называется финитным. Если же частица может уходить сколь угодно далеко, движение называется инфинитным. Частица в потенциальной яме совершает финитное движение. Финитным будет также движение частицы с отрицательной полной энергией в центральном поле сил притяжения (предполагается, что потенциальная энергия обращается в нуль на бесконечности).

Слайд 20

Точка М – точка устойчивого равновесия. Условием устойчивого равновесия является минимальное

значение потенциальной энергии .
Точка N – точка неустойчивого равновесия. Условием неустойчивого равновесия является минимальное значение потенциальной энергии .

Слайд 21