|
|
|
| Строка 5: |
Строка 5: |
| | <metakeywords>Физика, 10 класс, Закон сохранения, энергии в механике</metakeywords> | | <metakeywords>Физика, 10 класс, Закон сохранения, энергии в механике</metakeywords> |
| | | | |
| - | 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> Снова обратимся к простой системе тел, состоящей из земного шара и поднятого над Землей тела, например камня.<br> 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]] В то же время эта работа равна уменьшению потенциальной энергии:<br>[[Image:a50-2.jpg|center]] 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]] 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]] Изменение суммы кинетической и потенциальной энергий системы равно нулю.<br> Величину ''E'', равную сумме кинетической и потенциальной энергий системы, называют '''механической энергией системы''':<br>[[Image:a50-6.jpg|center]] 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]] 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> Учитывая, что в рассматриваемом конкретном случае [[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]] 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> 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> Для системы, состоящей из тела массой ''m'' и пружины, закон сохранения механической энергии имеет вид<br>[[Image:a50-10.jpg|center]] 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> ???<br> 1. Что называется полной механической энергией системы?<br> 2. Может ли сохраняться механическая энергия системы, на которую действуют внешние силы?<br> 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> | + | 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> Снова обратимся к простой системе тел, состоящей из земного шара и поднятого над Землей тела, например камня.<br> 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]] В то же время эта работа равна уменьшению потенциальной энергии:<br>[[Image:A50-2.jpg|center|157x18px]] 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]] 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]] Изменение суммы кинетической и потенциальной энергий системы равно нулю.<br> Величину ''E'', равную сумме кинетической и потенциальной энергий системы, называют '''механической энергией системы''':<br>[[Image:A50-6.jpg|center|194x19px]] 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]] 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> Учитывая, что в рассматриваемом конкретном случае [[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]] 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> 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> Для системы, состоящей из тела массой ''m'' и пружины, закон сохранения механической энергии имеет вид<br>[[Image:A50-10.jpg|center|253x37px]] 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> ???<br> 1. Что называется полной механической энергией системы?<br> 2. Может ли сохраняться механическая энергия системы, на которую действуют внешние силы?<br> 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:
В то же время эта работа равна уменьшению потенциальной энергии:
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:
Равенство (6.26) означает, что увеличение кинетической энергии системы равно убыли ее потенциальной энергии (или наоборот). Отсюда вытекает, что
или
Изменение суммы кинетической и потенциальной энергий системы равно нулю.
Величину E, равную сумме кинетической и потенциальной энергий системы, называют механической энергией системы:
Так как изменение полной энергии системы в рассматриваемом случае согласно уравнению (6.27) равно нулю, то энергия остается постоянной:
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  и  , можно закон сохранения механической энергии записать так:
или
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
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
 конспект урока
опорный каркас
презентация урока
акселеративные методы
интерактивные технологии
Практика
задачи и упражнения
самопроверка
практикумы, тренинги, кейсы, квесты
домашние задания
дискуссионные вопросы
риторические вопросы от учеников
Иллюстрации
аудио-, видеоклипы и мультимедиа
фотографии, картинки
графики, таблицы, схемы
юмор, анекдоты, приколы, комиксы
притчи, поговорки, кроссворды, цитаты
Дополнения
рефераты
статьи
фишки для любознательных
шпаргалки
учебники основные и дополнительные
словарь терминов
прочие
Совершенствование учебников и уроков
исправление ошибок в учебнике
обновление фрагмента в учебнике
элементы новаторства на уроке
замена устаревших знаний новыми
Только для учителей
идеальные уроки
календарный план на год
методические рекомендации
программы
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.
|
и 
, можно закон сохранения механической энергии записать так:
