Кинетичната и потенциалната енергия (2)
Кинетичната енергия - енергията на механична система, която зависи от неговите точки скорости. Често излъчва кинетична енергия на постъпателното и въртеливото движение. Мерна единица в SI - Джаул. По-точно, кинетичната енергия е разликата между общата енергия на системата и нейната енергия почивка; По този начин, кинетичната енергия на - част от общата енергия, вследствие на движението.
Да разгледаме случая, когато масата m при постоянна актове тяло сила (който може да бъде няколко получената сила) и векторите на сила и преместване са насочени по същия права линия в една посока. В този случай, работната сила може да бъде определена като А = F ∙ S. Модул сила е втория закон на Нютон, F = m ∙ един и обем на модула и на еднакво ускорено праволинейно движение, свързани с модули υ1 начална и крайна скорост υ2 и ускорение и експресия
От тук ние се захващаме за работа
Физическо количество, равно на половината от продукта от телесното тегло на квадрата на скоростта му, nazyvaetsyakineticheskoy тяло енергия.
Кинетичната енергия е обозначен с Ek.
След това (1) може да се запише в тази форма:
Теорема на кинетична енергия:
работата на резултатната на силите, приложени към тялото е равна на промяната на кинетичната енергия на тялото.
Тъй като промяната в кинетична енергия, равна на работната сила (3), кинетичната енергия на тялото се изразява в същите единици като работа, т.е.. Д. В джаула.
Ако началната скорост на тялото на маса m е нула и тялото увеличава скоростта му на стойност υ. работната сила е равна на крайната стойност на кинетичната енергия на тялото:
Smyslkineticheskoy физическа енергия:
кинетичната енергия на едно тяло се движи със скорост V, показва какво трябва да се работи, за да силата, действаща на тялото в състояние на покой, за да му позволи да се знае, че скоростта.
Потенциална енергия - минималната работа, която трябва да се извърши, за да се премести в тялото от отправна точка в даден момент в областта на консервативните сили. Вторият определянето на потенциалната енергия - е функция на координатите, който е термин в Лагранж на системата, и описва взаимодействието на елементите на системата. Третото определение: потенциалната енергия - енергията на взаимодействие. Единици [J]
Предполага потенциал енергия да бъде нула за точка в пространството, изборът на които се определя от удобството на допълнителни изчисления. Процесът на избор на тази точка на потенциалната енергия се нарича нормализиране. Също така е ясно, че правилното определяне на потенциалната енергия може да се даде само в силово поле, чиято работа зависи само от началното и крайното положение на тялото, но не по пътя на своето движение. Тези сили се наричат консервативни.
Потенциалната енергия на тялото се повишава над земята - взаимодействието на енергия на тялото и гравитационните сили на Земята. Потенциалната енергия на деформира еластично тяло - енергията на взаимодействие на отделните части на тялото между еластичните сили.
Potentsialnyminazyvayutsyasily чиято работа зависи само от началното и крайното положение на движещото се тяло или материалната точка и не зависи от формата на траекторията.
Когато е затворен траектория потенциал на работната сила винаги е нула. Потенциални сили включват гравитацията, еластични сили, електростатични сили, и др.
Силите, които зависят от формата на траекторията nazyvayutsyanepotentsialnymi. При преместване на материалната точка на тялото или по затворен път nonpotential операция сила не е нула.
Потенциалната енергия на взаимодействие с тялото на Земята.
Намираме извършва от силата на гравитацията, когато се движат в FT-тегло вертикално надолу от височина h1 над повърхността на земята до височина h2 (фиг. 1) работата.
Ако разликата между h1 - h2 е пренебрежимо малка в сравнение с разстоянието до центъра на Земята, силата на тежестта по време на FT движение на тялото може да се счита постоянна и равна мг.
Тъй като посоката на изместване съвпада с вектора на тежестта, тежестта работи е
Сега помислете движението на тялото по наклонена плоскост. При преместване на тялото надолу по наклонена равнина (фиг. 2) тежестта Fm = m ∙ г извършва работа
където Н - височина на наклонената равнина, S - преместване модул равна на дължината на наклонената равнина.
Движение на тялото от точка В до точка С по дължината на пътя (фиг. 3) може да се визуализира, състояща се от заместване на порции наклонени равнини с различни височини часа. з "и др работна сила на тежестта по целия път от В до С е равен на размера на работата на отделни части на пътя ..:
където Н1 и Н2 - височина от земята, върху която съответните точки В и С.
Уравнение (7) показва, че работата на силата на тежестта не зависи от траекторията на движение на тялото и винаги е равна на произведението на тежестта на модула за разликата във височината в началните и крайните позиции.
Когато се движи надолу поради операция гравитацията е положителен, хода нагоре - отрицателна. гравитацията работа в затворен път е нула.
Уравнение (7) могат да бъдат представени под формата:
Физическо количество, равно на теглото на модула на гравитационното ускорение и височината на което тялото се повдига над повърхността на земята, и nazyvayutpotentsialnoy energieyvzaimodeystviya земята тяло.
Работете гравитацията, когато се движат в тялото на маса м от точката, разположена на височина h2, до точка, разположена на височина h1 от повърхността на земята, по която и траектория се равнява на изменението в потенциална енергия и тялото земята взето с взаимодействието на обратен знак.
Потенциалната енергия е обозначен с Ep.
Стойността на потенциалната енергия на тялото повдигнати над земята, зависи от избора на нулево ниво, т.е.. Д. височината, на която се приема, че потенциалната енергия да бъде нула. Общоприето е, че потенциалната енергия на тялото на повърхността на Земята е равна на нула.
С този избор на нулево ниво потенциална енергия тяло Ep разположен на височина над земята ч е продукт на тегло М на тялото на модула на гравитационното ускорение ж и з неговото разстояние от повърхността:
Smyslpotentsialnoy физическа енергия от взаимодействието на тялото със Земята:
потенциалната енергия на тялото, на които силата на тежестта, равна на работата, извършена от силата на тежестта, когато се движат в тялото на нулево ниво.
За разлика от кинетичната енергия на постъпателно движение, което може да има само положителни стойности, потенциалната енергия на тялото може да бъде положителен или отрицателен. Телесното тегло m. разположен на височина ч, където з