Енергія, робота і потужність - Конспект, раздел Философия, Фізичні основи Основною Умовою Існування Матерії Є Її Рух, Що Проявляється У Всіляких Формах...
Основною умовою існування матерії є її рух, що проявляється у всіляких формах. Кожна форма руху має свою якісну й кількісну харак-теритику, міру. Так, мірою поступального руху тіла є його імпульс. Однак ця динамічна характеристика не є універсальною для всіх форм механічного руху, не говорячи вже про інші форми руху.
Установлено, що всі форми руху, у тому числі і механічного, перетво-рюється одна на іншу в строго певних кількісних відношеннях. Саме ця обставина й дозволила ввести поняття про енергію, тобто вимірювати різні форми руху і взаємодії.Отже, можна сказати, що енергія – це загальна кіль-кісна міра руху й взаємодії всіх видів матерії. Поняття "енергія” – це одне з первинних понять.
Енергія механічної системи (тобто системи, що виконує механічний рух) кількісно характеризує цю систему з погляду можливих у ній кількіс-них й якісних перетворень руху. Зміна механічного руху, а значить, і енергії тіла, відбувається в процесі силової взаємодії цього тіла з іншими тілами. Для кількісної характеристики цього процесу в механіку вводять поняття роботи, спричиненою силою. Розглянемо рух матеріальної точки в силово-му полі. В деякій точці цього поля на розглянуту матеріальну точку діє сила . Якщо під дією цієї сили матеріальна точка пройшла шлях , то вели-чину
(5.1)
називають роботою сили на шляху . Тут – кут між напрямками векторів і , а - проекція сили на напрямок руху.
Робота, виконана силою на кінцевому шляху , дорівнює:
(5.2) Якщо на матеріальну точку діють кілька (n) сил, то елементарна робота цих сил буде дорівнювати алгебраїчній сумі робіт, спричинених кожною із сил:
(5.3)
а робота на кінцевому шляху буде рівна
(5.4)
Якщо робота , виконана силою при Рис. 5.1 переміщенні матеріальної точки з довільного положення 1 в положення 2 (рис. 5.1), не залежить від форми траєкторії, по якій відбувалось це переміщення: , то силу , яка діє на матеріальну точку, називають консервативною, а поле, в якому діють такі сили, називають потенціальними. Зміна напряму руху точки уздовж траєкторії викликає зміну знака роботи. Отже, робота при переміщенні консервативною силою матеріальної точки по замкненому контуру тотожно дорівнює нулю:
(5.5)
Прикладами консервативних сил є сили всесвітнього тяжіння, сили пружності, сили електростатичні. З тотожності (5.5) випливає, що вираз , тобто елементарна робота консервативних сил, являє собою повний диференціал функції координат. Всі сили, які не задовольняють умову (5.5), називають неконсервативними або дисипативними. Той факт, що для робо-ти тотожність (5.5) виконується не завжди, відображається тим, що елемен-тарну роботу позначають не як , а як , хоча в усьому іншому з точки зору математичних перетворень ці позначення еквівалентні.
Для характеристики швидкості виконання роботи силою вводиться поняття потужності. Потужністю сили називають фізичну характе-ристику, яка чисельно дорівнює роботі, виконаній цією силою за одиницю часу:
Механіки... Конспект лекцій з курсу загальної фізики...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Енергія, робота і потужність
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
I. Попередні поняття. Загальні положення
Механікою називають розділ фізики, присвячений вивченню зако-номірностей механічного руху матеріальних тіл та взаємодії між ними. При цьому механіка не вникає у внутрішню будову тіл. Під механічним
Задання положення матеріальної точки в просторі
Для вивчення закономірностей руху матеріальної точки застосову-ють три способи задання положення цієї точки в просторі: векторний, координатний і природний (або натуральний). Рух матеріальної точки
Швидкість матеріальної точки
Нехай матеріальна точка m рухається по траєкторії АВ (рис. 2.2). Траєкторією точки називають послідовну сукупність положень її у просторі, тобто лінію, описувану точкою, що рухається.
Прискорення матеріальної точки
Якщо швидкість точки змінюється за величиною чи за напрямком, або за величиною і за напрямком, то для характеристики такого руху вводять поняття прискорення.
Розглянемо загальний випадок з
Приклади розв’язання задач
1. З одного і того самого місця почали рівноприскорено рухатися в одному напрямку дві точки, причому друга почала свій рух через 2 с після першої. Перша точка рухалася з початковою швидкістю
Класична механіка. Межі її застосування
Кінематика вивчає рух матеріальних тіл без врахування причин, які викликали цей рух. Динаміка вивчає рух матеріальних тіл, враховуючи ці причини, тобто вона вивчає зв’язок між взаємодією одного тіл
Інерціальні системи відліку
Внаслідок дії на тіло з боку інших тіл це тіло може змінювати стан свого механічного руху, а також форму та розміри. Для опису механічної дії одного тіла на інше вводять поняття сили. Силою, що діє
Маса та імпульс тіла. Другий закон Ньютона
Основним завданням динаміки є виявлення законів зміни механічного руху тіл під дією прикладених до них сил. З дослідів випливає, що під дією сили
Третій закон Ньютона
Досліди показують, що механічний вплив одного тіла на інше являє собою взаємодію: якщо тіло 1 діє на тіло 2, то й тіло 2 діє
Реактивний рух
Реактивний рух – це рух ракети під дією сили віддачі струменя газів, що витікає з сопла реактивного двигуна. Знайдемо швидкість раке-ти в залежності від зміни її маси. Нехай у момент часу
Приклад розв’язання задач
Тіло ковзає по похилій площині, що утворює з горизонтом кут . Пройшовши відстань
Зіткнення двох тіл
Прикладом використання законів збереження імпульсу та енергії замкненої системи тіл може бути розгляд зіткнення двох тіл. Для спрощен-ня викладу розглянемо центральний удар двох тіл. Удар називають
Приклад розв’язання задач
Дві ідеально пружні кульки масами m1 та m2 рухаються уздовж однієї й тієї самої прямої зі швидкостями
Приклад розв’язання задач
На 60° півн. ш. паровоз масою 100 т їде з півдня на північ зі швидкістю 72 км/год по залізничній колії, прокладеній по меридіані. Знайти величину і напрямок тієї сили, з якою паровоз діє на рейки в
VII. Динаміка обертального руху
При дослідженні обертального руху системи, що складається зі східчастого шківа, хрестовини та вантажів m, котрі пересуваються, (рис.7.1), легко переконатися, що кутове
Закон збереження моменту імпульсу
Розглянемо рівняння (7.17) для системи матеріальних точок, що взає-модіють між собою. У загальному випадку для кожної
Вільні осі. Головні осі інерції. Моменти інерції різних тіл
При обертанні тіла навколо довільно обраної осі в загальному випад-ку вісь обертання або повертається, або переміщується відносно умовно не-рухомої системи відліку. Для того, щоб така вісь обертанн
Закон всесвітнього тяжіння. Вільне падіння тіл
У результаті узагальнення численних спостережень, експерименталь-них і теоретичних досліджень (як своїх власних, так й інших дослідників) І.Ньютон в 1687 р. сформулював закон всесвітнього тяжіння:
Поле тяжіння
Закон всесвітнього тяжіння дає кількісну оцінку взаємодії, але не розкриває механізму тяжіння. Практика показує, що сила тяжіння не залежить від щільності навколишнього середовища. Таку взаємодію м
Маса інерційна та маса гравітаційна
Маса – це фізична характеристика матеріальних об’єктів, яка є мірою і інерційних і гравітаційних властивостей. Виразником інерційних власти-востей тіла маса
Космічні швидкості
Космічні швидкості – це характерні швидкості руху тіла в гравітацій-ному полі.
Перша з них – це швидкість, яку потрібно надати тілу, щоб воно стало супутником Землі. Числов
. Якщо під дією цієї сили матеріальна точка пройшла шлях 
, то вели-чину
(5.1)
– кут між напрямками векторів 
- проекція сили на напрямок руху.
, дорівнює:
(5.2) Якщо на матеріальну точку діють кілька (n) сил, то елементарна робота цих сил буде дорівнювати алгебраїчній сумі робіт, спричинених кожною із сил:
(5.3)
(5.4)
, виконана силою при Рис. 5.1 переміщенні матеріальної точки з довільного положення 1 в положення 2 (рис. 5.1), не залежить від форми траєкторії, по якій відбувалось це переміщення: 
, то силу 
(5.5)
, тобто елементарна робота консервативних сил, являє собою повний диференціал функції координат. Всі сили, які не задовольняють умову (5.5), називають неконсервативними або дисипативними. Той факт, що для робо-ти тотожність (5.5) виконується не завжди, відображається тим, що елемен-тарну роботу позначають не як 
, а як 
, хоча в усьому іншому з точки зору математичних перетворень ці позначення еквівалентні.
сили 
(5.6)
Новости и инфо для студентов