--> Ýíåðãèÿ. Êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ. Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ

Ãëàâà 5. Çàêîí ñîõðàíåíèÿ ýíåðãèè

 


§ 41. Ýíåðãèÿ. Êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ

    Âñïîìíèòå, êîãäà ìû ìîæåì ñêàçàòü, ÷òî ó òåëà åñòü ýíåðãèÿ.

    Êàêèå ôèçè÷åñêèå âåëè÷èíû îïðåäåëÿþò ìåõàíè÷åñêóþ ýíåðãèþ òåëà?

    Êàêèå âèäû ìåõàíè÷åñêîé ýíåðãèè âû çíàåòå?

Åñëè ñèñòåìà òåë ìîæåò ñîâåðøèòü ðàáîòó, òî ìû ãîâîðèì, ÷òî îíà îáëàäàåò ýíåðãèåé.

Âàæíî
Ýíåðãèÿ õàðàêòåðèçóåò ñïîñîáíîñòü òåëà (èëè ñèñòåìû òåë) ñîâåðøàòü ðàáîòó.

Ñîâåðøàÿ ìåõàíè÷åñêóþ ðàáîòó, òåëî èëè ñèñòåìà òåë ïåðåõîäÿò èç îäíîãî ñîñòîÿíèÿ â äðóãîå, â êîòîðîì èõ ýíåðãèÿ ìèíèìàëüíà. Ãðóç îïóñêàåòñÿ, ïðóæèíà ðàñïðÿìëÿåòñÿ, äâèæóùååñÿ òåëî îñòàíàâëèâàåòñÿ. Ïðè ñîâåðøåíèè ðàáîòû ýíåðãèÿ ïîñòåïåííî ðàñõîäóåòñÿ. Äëÿ òîãî ÷òîáû ñèñòåìà îïÿòü ïðèîáðåëà ñïîñîáíîñòü ñîâåðøàòü ðàáîòó, íàäî èçìåíèòü å¸ ñîñòîÿíèå: óâåëè÷èòü ñêîðîñòè òåë, ïîäíÿòü òåëà ââåðõ èëè äåôîðìèðîâàòü. Äëÿ ýòîãî âíåøíèå ñèëû äîëæíû ñîâåðøèòü íàä ñèñòåìîé ïîëîæèòåëüíóþ ðàáîòó.

Ýíåðãèÿ â ìåõàíèêå — âåëè÷èíà, îïðåäåëÿåìàÿ ñîñòîÿíèåì ñèñòåìû — ïîëîæåíèåì òåë èëè ÷àñòåé òåëà è èõ ñêîðîñòÿìè.

Çàïîìíè
Êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ — ýòî ýíåðãèÿ, êîòîðîé îáëàäàåò äâèæóùååñÿ òåëî.

âåêòîðà ñèëû

Ïîäñ÷èòàåì ðàáîòó ïîñòîÿííîé ñèëû , äåéñòâóþùåé íà ìàòåðèàëüíóþ òî÷êó ìàññîé m ïðè åãî ïðÿìîëèíåéíîì äâèæåíèè. Ïóñòü íàïðàâëåíèå ñèëû ñîâïàäàåò ñ íàïðàâëåíèåì ñêîðîñòè ìàòåðèàëüíîé òî÷êè.  ýòîì ñëó÷àå íàïðàâëåíèÿ âåêòîðà ïåðåìåùåíèÿ Äñ è âåêòîðà ñèëû ñîâïàäàþò (ðèñ. 5.4). Ïîýòîìó ðàáîòà ñèëû Δ:

À = F|Δ|.

Âûáåðåì êîîðäèíàòíóþ îñü ÎÕ òàê, ÷òîáû âåêòîðû , 1, 2 è Δ áûëè íàïðàâëåíû â ñòîðîíó ïîëîæèòåëüíîãî íàïðàâëåíèÿ ýòîé îñè. Òîãäà Δrõ = Δõ, è ôîðìóëó äëÿ ðàáîòû ìîæíî çàïèñàòü òàê:

À = FΔx.                     (5.6)

Ñîãëàñíî âòîðîìó çàêîíó Íüþòîíà

F = mà.                     (5.7)

Òàê êàê òî÷êà äâèæåòñÿ ñ ïîñòîÿííûì óñêîðåíèåì, òî èçìåíåíèå å¸ êîîðäèíàòû Δõ ïðè ïåðåõîäå èç íà÷àëüíîãî ïîëîæåíèÿ â êîíå÷íîå ìîæíî íàéòè ïî èçâåñòíîé íàì èç êèíåìàòèêè ôîðìóëå

ïðè ïåðåõîäå èç íà÷àëüíîãî ïîëîæåíèÿ â êîíå÷íîå ìîæíî íàéòè ïî èçâåñòíîé íàì èç êèíåìàòèêè ôîðìóëå

Ïîâòîðèòå êèíåìàòèêó è âûâåäèòå ñàìîñòîÿòåëüíî ôîðìóëó (5.8).

Ïîäñòàâëÿÿ ôîðìóëû (5.7) è (5.8) â ôîðìóëó (5.6), ïîëó÷àåì

Òàêèì îáðàçîì, ðàáîòà ñèëû ïðè ïåðåìåùåíèè òî÷êè èç íà÷àëüíîãî ïîëîæåíèÿ â êîíå÷íîå ðàâíà èçìåíåíèþ âåëè÷èíû íàçûâàåìîé êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèåé (îò ãðå÷åñêîãî ñëîâà «êèíåìà» — äâèæåíèå).

Çàïîìíè
Êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ ìàòåðèàëüíîé òî÷êè — ýòî âåëè÷èíà, ðàâíàÿ ïîëîâèíå ïðîèçâåäåíèÿ ìàññû ìàòåðèàëüíîé òî÷êè íà êâàäðàò å¸ ñêîðîñòè:

Êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ ìàòåðèàëüíîé òî÷êè

Ýíåðãèÿ âûðàæàåòñÿ â òåõ æå åäèíèöàõ, ÷òî è ðàáîòà. Ó÷èòûâàÿ ðàâåíñòâî (5.10), óðàâíåíèå (5.9) ìîæíî çàïèñàòü òàê:

À = Åê2 - Åê1 = ΔÅê.

Ðàâåíñòâî (5.11) âûðàæàåò òåîðåìó îá èçìåíåíèè êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè.

Âàæíî
Èçìåíåíèå êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè ìàòåðèàëüíîé òî÷êè ïðè å¸ ïåðåìåùåíèè ðàâíî ðàáîòå, ñîâåðø¸ííîé ñèëîé, äåéñòâóþùåé íà òî÷êó ïðè ýòîì ïåðåìåùåíèè.

Åñëè íà òî÷êó äåéñòâóåò íåñêîëüêî ñèë, òî èçìåíåíèå å¸ êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè ðàâíî àëãåáðàè÷åñêîé ñóììå ðàáîò âñåõ ñèë, äåéñòâóþùèõ íà íå¸:

ΔÅê = À1 + À2 + ... .

Êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ òåë çàâèñèò òîëüêî îò èõ ìàññ è ñêîðîñòåé.

Ïî÷åìó ìû ãîâîðèì îá àïãåáðàè÷åñêîé ñóììå ðàáîò? Ïóñòü èçìåíåíèå êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè òåëà ðàâíî íóëþ. Ìîãóò ëè ïðè ýòîì ðàáîòû ñèë, äåéñòâóþùèõ íà íåãî, áûòü îòëè÷íû îò íóëÿ?

Âàæíî
Èçìåíåíèå êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè ìàòåðèàëüíîé òî÷êè çàâèñèò îò íà÷àëüíîé è êîíå÷íîé ñêîðîñòåé òî÷êè è íå çàâèñèò îò òîãî, êàêèì îáðàçîì èçìåíÿëàñü å¸ ñêîðîñòü, ïîä äåéñòâèåì êàêèõ ñèë ïðîèñõîäèëî ýòî èçìåíåíèå.

Êëþ÷åâûå ñëîâà äëÿ ïîèñêà èíôîðìàöèè ïî òåìå ïàðàãðàôà.
Ýíåðãèÿ. Êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ

Âîïðîñû ê ïàðàãðàôó

    1. Êàê âûãëÿäèò ãðàôèê èçìåíåíèÿ êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè ìàòåðèàëüíîé òî÷êè â çàâèñèìîñòè îò ìîäóëÿ å¸ ñêîðîñòè? Íà÷åðòèòå åãî.

    2. Êàêóþ ðàáîòó ñîâåðøèëà ñèëà, äåéñòâóþùàÿ íà òî÷êó, åñëè íàïðàâëåíèå å¸ ñêîðîñòè èçìåíèëîñü íà ïðîòèâîïîëîæíîå, à ìîäóëü å¸ îñòàëñÿ áåç èçìåíåíèÿ?

    3. Òðè òåëà ìàññàìè m1, m2 è m3 èìåþò ñêîðîñòè υ1, υ2 è υ3, íàïðàâëåííûå ïîä óãëîì äðóã ê äðóãó. Çàïèøèòå âûðàæåíèå äëÿ êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè ñèñòåìû ýòèõ òð¸õ òåë.

    4. Çàâèñèò ëè êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ ìàòåðèàëüíîé òî÷êè îò âûáîðà ñèñòåìû îòñ÷¸òà?

    5. Ìîæåò ëè êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ èìåòü îòðèöàòåëüíîå çíà÷åíèå?

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->