Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Механической, внутренней, электромагнитной и т. д.
МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИЕЙ тела называется скалярная величина, равная МАКСИМАЛЬНОЙ РАБОТЕ, которая может быть совершена в данных условиях. Размерность энергии та же, что и размерность работы. Различают два вида механической энергии – КИНЕТИЧЕСКАЯ и ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ. КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИЕЙ называется механическая энергия тела массы m, связанная с перемещением тела в пространств, т.е. энергия движущегося тела. Половина произведения массы частицы на квадрат ее скорости названа ее кинетической энергией Кинетическая энергия зависит только от массы и скорости тела (1.44) (1.44¢) Работа результирующей силы идет на приращение кинетической энергии материальной точки. Если A > 0, то , т. е. кинетическая энергия тела возрастает, следовательно, внешние силы над телом совершают работу. Если A< 0, то , т. е. кинетическая энергия тела убывает, значит тело совершает работу. ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ЭНЕРГИЕЙ называется энергия, обусловленная взаимодействием тел друг с другом на расстоянии. Она определяется не скоростями тел, а их взаимным расположением. Универсальной формулы для расчета потенциальной энергии нет. Потенциальная энергия может быть введена только для поля консервативных сил, в которых работа не зависит от траектории, а только от начального и конечного положений материальной точки, то эту работу в потенциальном поле: можно записать в виде разности двух чисел: одно - Wn1 - будет зависеть от начального положения тела, второе - Wn2 - от конечного положения тела и равна убыли потенциальной энергии . (1.45)
ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ определяется с точностью до некоторой постоянной. Примеры потенциальной энергии: энергия тела, поднятого над поверхностью Земли; энергия растянутой или сжатой пружины; энергия натянутой струны и т. п. Например, · энергия поднятого над поверхностью Земли тела массы m, равна , (1.46) где h – высота, на которую поднято тело над поверхностью Земли, g – ускорение свободного падения. За нулевой уровень выбрана потенциальная энергия тела у поверхности Земли . · Потенциальная энергия растянутой или сжатой пружины , (1.47) где х – абсолютное удлинение (или укорочение) пружины, k – коэффициент жесткости пружины. ЭНЕРГИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ТЕЛА При вращении твердого тела его потенциальная энергия не изменяется. Но поскольку любое движущееся тело обладает кинетической энергией, то и вращательное движение характеризуется кинетической энергией. Кинетическая энергия всего тела, состоящего из n материальных точек равна сумме кинетических энергий отдельно взятых материальных точек: (1.48) где - момент инерции тела относительно оси вращения, w - угловая частота вращения тела. . СУММА кинетической и потенциальной энергий составляет ПОЛНУЮ МЕХАНИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ. ПОЛНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ изолированной системы определяется взаимным расположением тел, составляющих эту систему, и скоростями их движения. Изменение положения в пространстве и скоростей движения тел, входящих в изолированную систему, сопровождается переходом потенциальной энергии в кинетическую, либо, наоборот, кинетической энергии в потенциальную, а также взаимным превращением механической и других видов энергии. Убыль потенциальной энергии сопровождается приростом такого же в точности количества кинетической энергии, и обратно. Это один из важнейших законов механики – ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ – гласит: полная механическая энергия изолированной системы не меняется со временем, если движение такой системы не сопровождается взаимопревращением механической и других видов энергии.
|