Законы сохранения мех энергии, импульса и момента импульса. Упругое и неупругое столкновение

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Законы сохранения мех энергии, импульса и момента импульса. Упругое и неупругое столкновение

Закон сохранения энергии следует их однородности времени, то есть равнозначности всех временных интервалов.

Закон сохранения следует из однородности пространства, то есть равнозначности всех пространственных расположений.

Закон сохранения момента импульса следует из изотропности пространства, то есть равнозначности пространственных направлений.

С любым движущимся телом можно связать определенную функцию:

Wк = 0,5*mv^2 ? 0

Пусть имеется силовое поле консервативной силы (ее работы не зависит от траектории, определяется только начальной и конечной точками). Тогда каждой точке пространства можно поставить в соответствие некую функцию, которая будет называться потенциальная энергия.

W = Wк + u (полная).

В консервативных силовых полях энергия равна const, но если есть неконсервативные силы, например сила трения, то энергия не сохраняется и переходит во внутреннюю - тепло.

Закон сохранения импульса.

p? = ? p?i; p? = mv

p? = F?ex + F?in

F?in > 0

F?ex > 0 > p? ?= o > p? = const

r?c = (? r?i * mi)/?mi

v?c = r?c ?= (? v?i * mi)/?mi = const

Центр масс покоится или движется равномерно и прямолинейно.

Математически закон сохранения момента импульса выражается через векторную сумму всех моментов импульса относительно выбранной оси для замкнутой системы тел.

?L? = const

При упругом столкновении сохраняется импульс и механическая энергия. При неупругом только импульс.

Молекулярная структура газов, жидкостей и твердых тел

Строение тела объясняется взаимодействие частиц тела и характером теплового движения.

Газы. Они не имеют постоянного объема и занимают весь объем сосуда, в котором находятся. минимальная потенциальная энергия взаимодействия молекул меньше кинетической энергии взаимодействия молекул. Частицы вещества практически не взаимодействуют. Молекулы двигаются беспорядочно и расположены хаотически. Расстояние между молекулами гораздо больше их размеров.

Жидкости. Жидкости имеют свой объем и не имеют формы. Минимальная потенциальная энергия взаимодействия молекул сравнима с кинетической энергией молекул. Взаимодействие частиц слабое. Молекулы не перемещаются свободно, но могут занимать переходить в соседнее положение, потому что достаточно прочно связаны силами притяжения. Расстояние между молекулами примерно ее размерам.

Твердые тела. Они имеют постоянную форму и постоянный объем. Они практически несжимаемы. Минимальная потенциальная энергия взаимодействий молекул больше кинетической энергии молекул. Сильное взаимодействие частиц. Молекулы почти не меняют свое положение в веществе из-за больших сил притяжения. У большинства твердых тел расположение частиц в пространстве упорядочено.

Распределение энергии по степеням свободы. Внутренняя энергия идеального газа и идеального кристалла

Молекулы можно рассматривать как систему материальных точек (атомов), совершающих как поступательное, так и вращательное движение. При исследовании движения тела нужно знать его положение относительно выбранной системы координат. Число независимых координат, которые полностью определяют положение тела в пространстве - это число степеней свободы тела. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы: статистически на каждую степень свободы молекул приходится одинаковая энергия. Поступательное движение молекул характеризуется средней кинетической энергией:

Т. к. поступательному движению соответствует три степени свободы, то на одну любую приходится

.

В общем виде

.

Внутренняя энергия идеального газа зависит только от абсолютной температуры газа и числа степеней свободы движения его молекул (две формулки)

Для идеального кристалла внутренняя энергия включает в себя только потенциальную.

Молярная теплоемкость идеального газа и идеального кристалла

Молярная теплоемкость равна количеству теплоты, необходимой для повышения температуры 1 кг вещества на 1 Кельвин

.

Если нагрев газа происходит при, то для идеального газа

и.

Теплоемкость идеального газа будет равна С= 3\2kT, така как у идеального газа три степени свободы, а теплоемкость идеального кристалла равна C = 3kT

Количество теплоты, работа и внутренняя энергия. Теплоемкость. Уравнение Майера

Количество теплоты - это физ. величина, показывающая какая энергия передана телу в результате теплообмена. Вводится для характеристики изменения внутренней энергии при теплообмене. Измеряется в Дж. Q=cm?T.

Работа - это физ. величина, численно равная произведению сил на перемещение в направление действия этой силы и ей же вызванная. A=FS. Если перемещение по направлению не совпадает с направление действия силы, то в формуле появляется косинус угла. Может совершаться как положительная, так и отрицательная работы

Все макроскопические тела обладают энергией, которая заключена внутри тел. Сточки зрения молекулярно-кинетической теории внутренняя энергия складывается из кинетической и потенциальной энергии. Таким образом, внутренняя энергия тела однозначно определяется макроскопическими параметрами, характеризующими состояние тела. Она не зависит от того, каким путем было реализовано данное состояние. Принято говорить, что внутренняя энергия является функцией состояния.

уравнение Майера показывает, что различие теплоёмкостей газа равно работе, совершаемой одним молем идеального газа при изменении его температуры на 1 K, и разъясняет смысл универсальной газовой постоянной R - механический эквивалент теплоты.

Первое начало термодинамики. Применение первого начала к процессам в идеальном газе

Термодинамика - раздел физики, рассматривающий термодинамические системы без учета микроскопического строения тел.

Первое начало термодинамики гласит: количество теплоты, переданное системе, идет на изменение внутренней энергии системы и совершением системой работы. Первый закон термодинамики выражается формулой:

Первый закон термодинамики позволяет вычислить изменение параметров идеального газа при тепловых и механических процессах.

Свободные и гармонические колебания. Дифференциальное уравнение и его решение. Зависимости смещения скорости и ускорения от времени. Полная энергия гармонического колебания

Колебания - это процесс, обладающий той или иной степенью повторяемости. В случае свободных незатухающий колебаний нет силы сопротивления.

Это линейное однородное дифференциальное уравнение второго порядка.

В жизни гармонических колебаний не существует.

Затухающие колебания. Дифференциальное уравнение и его решение. Зависимость смещения амплитуды от времени. Логарифмический декремент затухания

Колебания - это процесс, обладающий той или иной степенью повторяемости. Свободные и затухающие колебания: если скорости небольшие, то можно внести силы сопротивления

теплоемкость молекулярный энергия импульс

Мех энергия переходит в тепло. Формулка - это логарифмический декремент затухания.

Размещено на Allbest.ru