Закон сохранения механической энергии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Кафедра физики

Лабораторная работа

на тему: "ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ"

Уфа 2021

Цель работы:

· Знакомство с применением физических моделей - консервативная и диссипативная механическая система;

· Экспериментальная проверка закона сохранения в консервативных и диссипативных системах.

Краткие сведения

Работу постоянной силы F на перемещение S ее точки приложения измеряют произведением

A=Fs cosб,

Где б - угол между направлением силы и перемещения. Если на тело воздействует несколько сил, каждая из которых совершает над ним работу, то вся произведенная работа равна алгебраической сумме работ отдельных сил:

A=.

Энергия - универсальная мера различных форм движения и взаимодействии материи. Часть энергии тела, соответствующую механическим формам движения материи, называют механической энергией. Её принято делить на кинетическую и потенциальную.

В случае движении материальной точки или поступательного движения твердых тел кинетическая энергия

=

Потенциальная энергия W_n - часть механической энергии, обусловленная взаимным расположением тел или частей тел и их взаимодействием друг с другом. Потенциальная энергия, находящегося в поле силы тяжести, равна

W_n=mgh,

где h -высота центра масс.

Потенциальная энергия упруго деформируемого тела равна

=,

где k - жёсткость деформируемого тела (например, пружины), x -величина его деформации.

Полная механическая энергия системы тел равна арифметической сумме кинетических и потенциальных энергий всех тел, входящих в данную систему:

=+.

Таблица 1

Консервативными называются силы, работа которых при перемещении тела из одного состояния в другое не зависит от того, по какой траектории произошло это перемещение. Такими силами, например, являются сила тяжести и сила упругости.

Ответы на вопросы

1 Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой посредством сил тяготения и сил упругости, остается неизменной.

2 выполняется для замкнутых систем

3 Энергия - это способность тела совершить работу. Работа - изменение энергии.

Если работа по перемещению тела зависит от траектории перемещения из одной точки в другую, то такая сила называется диссипативной.

Теорема о кинетической энергии. Изменение кинетической энергии равно работе всех сил, действующих на это тело.

Теорема о потенциальной энергии. Работа консервативных сил равна изменению потенциальной энергии системы, взятому с противоположным знаком.

= - (-)

Закон сохранения механической энергии. В системе тел, между которыми действуют только консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется. =const.

Если на тело в процессе его перехода из одного состояния в другое кроме консервативных сил (сил тяготения и упругости) действуют другие силы, то изменение полной механической энергии равно работе этих сил:

механический энергия консервативный диссипативный

=

4 Потенциальная энергия зависит от положения материальных точек, составляющих систему, и характеризует работу, совершаемую полем при их перемещении.

5 Изменение кинетической энергии обусловлено работой, совершаемой всех сил, действующих на систему

6 Да

7 консерватимвные симлы -- это силы, работа которых не зависит от вида траектории, точки приложения этих сил и закона их движения, и определяется только начальным и конечным положением этой точки

8 Диссипатимвные симлы -- силы, при действии которых на механическую систему её полная механическая энергия убывает, переходя в другие, не механические формы энергии, например, в теплоту.

9 а- нет, б - да

10 а - НЕТ, б- да

11 первое, в 2 раза

12 mgHt

Размещено на Allbest.ru