рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Работа и механическая энергия

Работа и механическая энергия - раздел Механика, Механика, молекулярная физика и термодинамика 3.1. Работа И Мощность При Поступательном И Вращательном Движениях &...

3.1. Работа и мощность при поступательном и вращательном движениях

 

Работа – это физическая величина, характеризующая процесс превращения одной формы движения в другую. В механике принято говорить, что работа совершается силой.

Элементарной работой силы называется величина, равная скалярному произведению силы на элементарное перемещение:

,

где – элементарный путь точки приложения силы за время dt, a – угол между векторами и .

Если на систему действуют несколько сил, то результирующая работа равна алгебраической сумме работ, совершаемых каждой силой в отдельности. Работа силы на конечном участке траектории или за конечный промежуток времени может быть вычислена следующим образом:

.

Если = const, то А=×.

При вращательном движении работа определяется проекцией момента сил на направление угловой скорости:

,

если Мw = const, то А = Мw×j.

Быстроту совершения работы характеризует мощность. Мощностью называется скалярная величина, равная работе, совершаемой в единицу времени:

– средняя мощность; – мгновенная мощность.

При вращательном движении мощность определяется следующим образом:

.

3.2. Консервативные и неконсервативные силы

Консервативными силами называются силы, работа которых не зависит от пути перехода тела или системы из начального положения в конечное. Характерное свойство таких сил – работа на замкнутой траектории равна нулю:

К консервативным силам относятся: сила тяжести, гравитационная сила, сила упругости и другие силы.

Неконсервативными силами называются силы, работа которых зависит от пути перехода тела или системы из начального положения в конечное. Работа этих сил на замкнутой траектории отлична от нуля. К неконсервативным силам относятся: сила трения, сила тяги и другие силы.

 

3.3. Кинетическая энергия при поступательном и вращательном движениях

Кинетической энергией тела называется функция механического состояния, зависящая от массы тела и скорости его движения (энергия механического движения).

Кинетическая энергия поступательного движения . Кинетическая энергия вращательного движения .

При сложном движении твёрдого тела его кинетическая энергия может быть представлена через энергию поступательного и вращательного движения:

.

 

Свойства кинетической энергии.

1. Кинетическая энергия является конечной, однозначной, непрерывной функ­цией механического состояния системы.

2. Кинетическая энергия не отрицательна: ЕК³ 0.

3. Кинетическая энергия системы тел равна сумме кинетических энергий тел, составляющих систему.

4. Приращение кинетической энергии тела равно работе всех сил, действу­ю­щих на тело: .

 

3.4. Потенциальная энергия

Потенциальная энергия системы – это функция механического состояния системы, зависящая от взаимного расположения всех тел системы и от их положения во внешнем потенциальном поле сил. Убыль потенциальной энергии равна работе, которую совершают все консервативные силы (внутренние и внешние) при переходе системы из начального положения в конечное.

ЕП1 - ЕП2 = -DЕП = А12конс, .

Из определения потенциальной энергии следует, что она может быть определена по консервативной силе, причём с точностью до произвольной постоянной, значение которой определяется выбором нулевого уровня потенциальной энергии.

.

Таким образом, потенциальная энергия системы в данном состоянии равна работе, совершаемой консервативной силой при переводе системы из данного состояния на нулевой уровень.

Свойства потенциальной энергии.

1. Потенциальная энергия является конечной, однозначной, непрерывной

функ­цией механического состояния системы.

2. Численное значение потенциальной энергии зависит от выбора уровня с

нулевой потенциальной энергией.

Как потенциальная энергия может быть найдена по известной консервативной силе, так и консервативная сила может быть найдена по потенциальной энергии:

,

причем , , .

Примеры потенциальной энергии:

1) – потенциальная энергия тела массой m, поднятого на высоту h относительно нулевого уровня энергии в поле силы тяжести;

2) – потенциальная энергия упругого деформированного тела, Dх – деформация тела.

 

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Механика, молекулярная физика и термодинамика

Государственное образовательное учреждение.. высшего профессионального образования.. омский государственный технический университет..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Работа и механическая энергия

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Омск 2007
  УДК 531+539.19+536 (075) ББК 22.2+22.36+22.317я73 М51   Рецензенты: Зав. кафедрой физики Сибирской автомобильно-дорожной акаде

Механика и элементы специальной теории относительности
  1. Кинематика поступательного и вращательного движений материальной точки   Механическим движением тел называют изменение их положения (или положения

Законы сохранения в механике
4.1. Закон сохранения механической энергии Механическая энергия системы тел равна сумме их кинетических энергий и потенциальной энергии взаимодействия этих тел друг с другом и с вне

Задачи для самостоятельного решения
1. Поезд движется прямолинейно со скоростью u0 = 180 км/ч. Внезапно на пути возникает препятствие, и машинист включает тор­мозной механизм. С этого мо­

Основы молекулярной физики и термодинамики
  Молекулярная физика и термодинамика – разделы физики, в которых изучаются макроскопические процессы в телах, связанные с огромным числом содержащихся в них атомов и молекул (макроск

Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов
1.1. Уравнение состояния   В состоянии термодинамического равновесия объем V, давление Р и температура Т находятся в функциональной зависимости, которую можно выразить уравне

На основании первого начала термодинамики
получаем теплоту, переданную газу: Q=3,68×106 Дж.   График процесса изображен на рисунке.

Так как точки В и С принадлежат адиабате ВС, то
, откуда =1,44×105 Па. Уравнение изотермы DС

Задачи для самостоятельного решения
  1. Сосуд емкостью V=10-2 м3 разделен пополам полунепроницаемой пере­го­род­кой. В одну половину сосуда введено 2 г водорода и 4 г гелия. Через перегородку может диффундир

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги