KNOWLEDGE HYPERMARKET


Закон сохранения энергии в механике
Строка 5: Строка 5:
<metakeywords>Физика, 10 класс, Закон сохранения, энергии в механике</metakeywords>  
<metakeywords>Физика, 10 класс, Закон сохранения, энергии в механике</metakeywords>  
-
&nbsp;&nbsp; В изолированной системе тел положительная работа внутренних сил увеличивает кинетическую энергию и уменьшает потенциальную. Отрицательная работа, напротив, увеличивает потенциальную энергию и уменьшает кинетическую. Именно благодаря этому выполняется закон сохранения энергии.<br>&nbsp;&nbsp; Снова обратимся к простой системе тел, состоящей из земного шара и поднятого над Землей тела, например камня.<br>&nbsp;&nbsp; Камень падает под действием силы тяжести. Силу сопротивления воздуха учитывать не будем. Работа, совершаемая силой тяжести при перемещении камня из одной точки в другую, равна изменению (увеличению) кинетической энергии камня:<br>[[Image:a50-1.jpg|center]]&nbsp;&nbsp; В то же время эта работа равна уменьшению потенциальной энергии:<br>[[Image:a50-2.jpg|center]]&nbsp;&nbsp; Работа силы всемирного тяготения, действующей со стороны камня на Землю, практически равна нулю. Из-за большой массы Земли ее перемещением и изменением скорости можно пренебречь. Так как в формулах (6.24) и (6.25) левые части одинаковы, то равны и правые части:<br>[[Image:a50-3.jpg|center]]&nbsp;&nbsp; Равенство (6.26) означает, что увеличение кинетической энергии системы равно убыли ее потенциальной энергии (или наоборот). Отсюда вытекает, что<br>[[Image:a50-4.jpg|center]]или<br>[[Image:a50-5.jpg|center]]&nbsp;&nbsp; Изменение суммы кинетической и потенциальной энергий системы равно нулю.<br>&nbsp;&nbsp; Величину ''E'', равную сумме кинетической и потенциальной энергий системы, называют '''механической энергией системы''':<br>[[Image:a50-6.jpg|center]]&nbsp;&nbsp; Так как изменение полной энергии системы в рассматриваемом случае согласно уравнению (6.27) равно нулю, то энергия остается постоянной:<br>[[Image:a50-7.jpg|center]]&nbsp;&nbsp; Таким образом, '''''в изолированной системе, в которой действуют консервативные силы, механическая энергия сохраняется'''''. В этом состоит '''''закон сохранения механической энергии'''''. Энергия не создается и не уничтожается, а только превращается из одной формы в другую: из кинетической в потенциальную и наоборот.<br>&nbsp;&nbsp; Учитывая, что в рассматриваемом конкретном случае&nbsp;[[Image:a50-11.jpg]] и [[Image:a50-12.jpg]], можно закон сохранения механической энергии записать так:<br>[[Image:a50-8.jpg|center]]или<br>[[Image:a50-9.jpg|center]]&nbsp;&nbsp; Это уравнение позволяет очень просто найти скорость камня ''v<sub>2</sub> ''на любой высоте ''h<sub>2</sub> ''над землей, если известна начальная скорость ''v<sub>1</sub>'' камня на исходной высоте ''h<sub>1</sub>''.<br>&nbsp;&nbsp; Закон сохранения механической энергии (6.29) легко обобщается на случай любого числа тел и любых консервативных сил взаимодействия между ними. Под ''E<sub>к</sub> ''нужно понимать сумму кинетических энергий всех тел, а под ''Е<sub>п</sub>'' - полную потенциальную энергию системы.<br>&nbsp;&nbsp; Для системы, состоящей из тела массой ''m'' и пружины, закон сохранения механической энергии имеет вид<br>[[Image:a50-10.jpg|center]]&nbsp;&nbsp; Полная механическая энергия системы равна сумме ее кинетической и потенциальной энергий. В изолированной системе, в которой действуют только консервативные силы, механическая энергия сохраняется.<br><br><br>&nbsp;&nbsp; ???<br>&nbsp;&nbsp; 1. Что называется полной механической энергией системы?<br>&nbsp;&nbsp; 2. Может ли сохраняться механическая энергия системы, на которую действуют внешние силы?<br>&nbsp;&nbsp; 3. Тело падает с высоты ''H'' над поверхностью Земли. Постройте графики зависимости потенциальной, кинетической и полной энергий системы «тело - Земля» от высоты ''h'' тела.<br>
+
&nbsp;&nbsp; В изолированной системе тел положительная работа внутренних сил увеличивает кинетическую энергию и уменьшает потенциальную. Отрицательная работа, напротив, увеличивает потенциальную энергию и уменьшает кинетическую. Именно благодаря этому выполняется закон сохранения энергии.<br>&nbsp;&nbsp; Снова обратимся к простой системе тел, состоящей из земного шара и поднятого над Землей тела, например камня.<br>&nbsp;&nbsp; Камень падает под действием силы тяжести. Силу сопротивления воздуха учитывать не будем. Работа, совершаемая силой тяжести при перемещении камня из одной точки в другую, равна изменению (увеличению) кинетической энергии камня:<br>[[Image:A50-1.jpg|center|151x21px]]&nbsp;&nbsp; В то же время эта работа равна уменьшению потенциальной энергии:<br>[[Image:A50-2.jpg|center|157x18px]]&nbsp;&nbsp; Работа силы всемирного тяготения, действующей со стороны камня на Землю, практически равна нулю. Из-за большой массы Земли ее перемещением и изменением скорости можно пренебречь. Так как в формулах (6.24) и (6.25) левые части одинаковы, то равны и правые части:<br>[[Image:A50-3.jpg|center|178x19px]]&nbsp;&nbsp; Равенство (6.26) означает, что увеличение кинетической энергии системы равно убыли ее потенциальной энергии (или наоборот). Отсюда вытекает, что<br>[[Image:A50-4.jpg|center|138x20px]]или<br>[[Image:A50-5.jpg|center|216x19px]]&nbsp;&nbsp; Изменение суммы кинетической и потенциальной энергий системы равно нулю.<br>&nbsp;&nbsp; Величину ''E'', равную сумме кинетической и потенциальной энергий системы, называют '''механической энергией системы''':<br>[[Image:A50-6.jpg|center|194x19px]]&nbsp;&nbsp; Так как изменение полной энергии системы в рассматриваемом случае согласно уравнению (6.27) равно нулю, то энергия остается постоянной:<br>[[Image:A50-7.jpg|center|276x33px]]&nbsp;&nbsp; Таким образом, '''''в изолированной системе, в которой действуют консервативные силы, механическая энергия сохраняется'''''. В этом состоит '''''закон сохранения механической энергии'''''. Энергия не создается и не уничтожается, а только превращается из одной формы в другую: из кинетической в потенциальную и наоборот.<br>&nbsp;&nbsp; Учитывая, что в рассматриваемом конкретном случае&nbsp;[[Image:A50-11.jpg|88x20px]] и [[Image:A50-12.jpg|86x38px]], можно закон сохранения механической энергии записать так:<br>[[Image:A50-8.jpg|center|289x40px]]или<br>[[Image:A50-9.jpg|center|245x43px]]&nbsp;&nbsp; Это уравнение позволяет очень просто найти скорость камня ''v<sub>2</sub> ''на любой высоте ''h<sub>2</sub> ''над землей, если известна начальная скорость ''v<sub>1</sub>'' камня на исходной высоте ''h<sub>1</sub>''.<br>&nbsp;&nbsp; Закон сохранения механической энергии (6.29) легко обобщается на случай любого числа тел и любых консервативных сил взаимодействия между ними. Под ''E<sub>к</sub> ''нужно понимать сумму кинетических энергий всех тел, а под ''Е<sub>п</sub>'' - полную потенциальную энергию системы.<br>&nbsp;&nbsp; Для системы, состоящей из тела массой ''m'' и пружины, закон сохранения механической энергии имеет вид<br>[[Image:A50-10.jpg|center|253x37px]]&nbsp;&nbsp; Полная механическая энергия системы равна сумме ее кинетической и потенциальной энергий. В изолированной системе, в которой действуют только консервативные силы, механическая энергия сохраняется.<br><br><br>&nbsp;&nbsp;&nbsp;???<br>&nbsp;&nbsp; 1. Что называется полной механической энергией системы?<br>&nbsp;&nbsp; 2. Может ли сохраняться механическая энергия системы, на которую действуют внешние силы?<br>&nbsp;&nbsp; 3. Тело падает с высоты ''H'' над поверхностью Земли. Постройте графики зависимости потенциальной, кинетической и полной энергий системы «тело - Земля» от высоты ''h'' тела.<br> <br>  
-
<br>
+
''Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс''  
''Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс''  

Версия 00:52, 17 августа 2010

Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 10 класс>>Физика: Закон сохранения энергии в механике


   В изолированной системе тел положительная работа внутренних сил увеличивает кинетическую энергию и уменьшает потенциальную. Отрицательная работа, напротив, увеличивает потенциальную энергию и уменьшает кинетическую. Именно благодаря этому выполняется закон сохранения энергии.
   Снова обратимся к простой системе тел, состоящей из земного шара и поднятого над Землей тела, например камня.
   Камень падает под действием силы тяжести. Силу сопротивления воздуха учитывать не будем. Работа, совершаемая силой тяжести при перемещении камня из одной точки в другую, равна изменению (увеличению) кинетической энергии камня:
A50-1.jpg
   В то же время эта работа равна уменьшению потенциальной энергии:
A50-2.jpg
   Работа силы всемирного тяготения, действующей со стороны камня на Землю, практически равна нулю. Из-за большой массы Земли ее перемещением и изменением скорости можно пренебречь. Так как в формулах (6.24) и (6.25) левые части одинаковы, то равны и правые части:
A50-3.jpg
   Равенство (6.26) означает, что увеличение кинетической энергии системы равно убыли ее потенциальной энергии (или наоборот). Отсюда вытекает, что
A50-4.jpg
или
A50-5.jpg
   Изменение суммы кинетической и потенциальной энергий системы равно нулю.
   Величину E, равную сумме кинетической и потенциальной энергий системы, называют механической энергией системы:
A50-6.jpg
   Так как изменение полной энергии системы в рассматриваемом случае согласно уравнению (6.27) равно нулю, то энергия остается постоянной:
A50-7.jpg
   Таким образом, в изолированной системе, в которой действуют консервативные силы, механическая энергия сохраняется. В этом состоит закон сохранения механической энергии. Энергия не создается и не уничтожается, а только превращается из одной формы в другую: из кинетической в потенциальную и наоборот.
   Учитывая, что в рассматриваемом конкретном случае A50-11.jpg и A50-12.jpg, можно закон сохранения механической энергии записать так:
A50-8.jpg
или
A50-9.jpg
   Это уравнение позволяет очень просто найти скорость камня v2 на любой высоте h2 над землей, если известна начальная скорость v1 камня на исходной высоте h1.
   Закон сохранения механической энергии (6.29) легко обобщается на случай любого числа тел и любых консервативных сил взаимодействия между ними. Под Eк нужно понимать сумму кинетических энергий всех тел, а под Еп - полную потенциальную энергию системы.
   Для системы, состоящей из тела массой m и пружины, закон сохранения механической энергии имеет вид
A50-10.jpg
   Полная механическая энергия системы равна сумме ее кинетической и потенциальной энергий. В изолированной системе, в которой действуют только консервативные силы, механическая энергия сохраняется.


   ???
   1. Что называется полной механической энергией системы?
   2. Может ли сохраняться механическая энергия системы, на которую действуют внешние силы?
   3. Тело падает с высоты H над поверхностью Земли. Постройте графики зависимости потенциальной, кинетической и полной энергий системы «тело - Земля» от высоты h тела.

Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс


Скачать учебники и книги онлайн, планирование по физике, курсы и задания по физике для 10 класса

Содержание урока
1236084776 kr.jpg конспект урока                       
1236084776 kr.jpg опорный каркас  
1236084776 kr.jpg презентация урока
1236084776 kr.jpg акселеративные методы 
1236084776 kr.jpg интерактивные технологии 

Практика
1236084776 kr.jpg задачи и упражнения 
1236084776 kr.jpg самопроверка
1236084776 kr.jpg практикумы, тренинги, кейсы, квесты
1236084776 kr.jpg домашние задания
1236084776 kr.jpg дискуссионные вопросы
1236084776 kr.jpg риторические вопросы от учеников
 
Иллюстрации
1236084776 kr.jpg аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
1236084776 kr.jpg фотографии, картинки 
1236084776 kr.jpg графики, таблицы, схемы
1236084776 kr.jpg юмор, анекдоты, приколы, комиксы
1236084776 kr.jpg притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
1236084776 kr.jpg рефераты
1236084776 kr.jpg статьи 
1236084776 kr.jpg фишки для любознательных 
1236084776 kr.jpg шпаргалки 
1236084776 kr.jpg учебники основные и дополнительные
1236084776 kr.jpg словарь терминов                          
1236084776 kr.jpg прочие 

Совершенствование учебников и уроков
1236084776 kr.jpg исправление ошибок в учебнике
1236084776 kr.jpg обновление фрагмента в учебнике 
1236084776 kr.jpg элементы новаторства на уроке 
1236084776 kr.jpg замена устаревших знаний новыми 
 
Только для учителей
1236084776 kr.jpg идеальные уроки 
1236084776 kr.jpg календарный план на год  
1236084776 kr.jpg методические рекомендации  
1236084776 kr.jpg программы
1236084776 kr.jpg обсуждения


Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.