Презентация "Закон сохранения энергии в механике"

Закон сохранения энергии в механике

Механическая энергия

Механическая энергия —

физическая величина, являющаяся функцией состояния системы и характеризующая её способность совершать работу.

Виды механической энергии

Кинетическая энергия

Потенциальная энергия

Кинетическая и потенциальная энергии

Кинетическая энергия —

физическая величина, равная половине произведения массы материальной точки на квадрат её скорости.

Теорема об изменении кинетической энергии

Изменение кинетической энергии материальной точки при её перемещении равно работе равнодействующей всех сил, действующих на неё.

Кинетическая и потенциальная энергия

Потенциальная энергия —

энергия, обусловленная взаимным расположением тел или частей тела друг относительно друга и характером сил взаимодействия между ними.

В системе отсчёта, связанной с Землёй, самолёт обладает и кинетической, и потенциальной энергиями одновременно.

Закон сохранения энергии в механике

Работа силы тяжести:

Закон сохранения энергии в механике

Работа силы тяжести:

Следовательно,

Полная механическая энергия системы:

9

Закон сохранения энергии в механике

В замкнутой системе тел, взаимодействующих консервативными силами, механическая энергия остаётся неизменной.

9

Закон сохранения энергии в механике

Если в замкнутой системе между телами действует сила трения, то полная механическая энергия убывает.

9

Закон сохранения энергии в механике   Работа силы тяжести: Диссипативные (неконсервативные) силы — cилы, работа которых зависит от формы траектории точки приложения силы и на замкнутой траектории отлична от нуля. A = A 1 + A 2 = 0.   0 0 Работа сил сопротивления: A = A 1 + A 2 0 0 9 " width="640"

Закон сохранения энергии в механике

Работа силы тяжести:

Диссипативные (неконсервативные) силы —

cилы, работа которых зависит от формы траектории точки приложения силы и на замкнутой траектории отлична от нуля.

A = A 1 + A 2 = 0.

0

0

Работа сил сопротивления:

A = A 1 + A 2

0

0

9

Закон сохранения энергии в механике

Если в системе тел действуют неконсервативные силы или происходят неупругие соударения, то полная механическая энергия не сохраняется.

: она переходит в другие формы энергии.

13

Закон сохранения энергии

Величина полной энергии замкнутой системы остаётся постоянной.

При этом энергия не создаётся и не уничтожается, она лишь переходит из одной формы в другую.

13

Задача 1. Тело брошено вверх с начальной скоростью 20 м/с. Если за нулевой уровень потенциальной энергии принять поверхность Земли, то на какой высоте кинетическая энергия тела будет равна его потенциальной энергии? Сопротивлением воздуха можно пренебречь.

Нулевой уровень

РЕШЕНИЕ

ДАНО

Закон сохранения энергии:

Энергия тела у поверхности Земли:

Энергия тела на высоте h :

Следовательно,

ОТВЕТ: кинетическая энергия тела равна его потенциальной энергии на высоте 10 м.

Нулевой уровень

13

Задача 2. Металлический шарик массой 100 г висит на тонкой нерастяжимой нити. В него горизонтально бросают кусок пластилина массой 20 г. После абсолютно неупругого удара шарик поднимается на высоту 20 см. Определите начальную скорость куска пластилина.

РЕШЕНИЕ

ДАНО

Закон сохранения импульса:

Импульс пластилина до взаимодействия:

Импульс шара до взаимодействия:

Импульс системы после взаимодействия:

Тогда

Скорость системы после взаимодействия:

13

Задача 2. Металлический шарик массой 100 г висит на тонкой нерастяжимой нити. В него горизонтально бросают кусок пластилина массой 20 г. После абсолютно неупругого удара шарик поднимается на высоту 20 см. Определите начальную скорость куска пластилина.

РЕШЕНИЕ

ДАНО

Скорость системы после взаимодействия:

Закон сохранения импульса:

Импульс пластилина до взаимодействия:

Закон сохранения энергии:

Импульс шара до взаимодействия:

Скорость системы после взаимодействия:

Импульс системы после взаимодействия:

Тогда

Начальная скорость пластилина:

Скорость системы после взаимодействия:

17

Задача 2. Металлический шарик массой 100 г висит на тонкой нерастяжимой нити. В него горизонтально бросают кусок пластилина массой 20 г. После абсолютно неупругого удара шарик поднимается на высоту 20 см. Определите начальную скорость куска пластилина.

РЕШЕНИЕ

ДАНО

Скорость системы после взаимодействия:

Начальная скорость пластилина:

Закон сохранения энергии:

Скорость системы после взаимодействия:

Начальная скорость пластилина:

ОТВЕТ: начальная скорость куска пластилина равна 12 м/с.

18