Законы сохранения энергии реферат по физике

В этом случае второй закон Ньютона для одной частицы имеет вид , где m — масса частицы, — вектор её скорости. Скалярно домножив обе части данного уравнения на скорость частицы и приняв во внимание, что , можно получить Путём элементарных операций это выражение может быть приведено к следующему виду Отсюда непосредственно следует, что выражение, стоящее под знаком дифференцирования по времени, сохраняется. Это выражение и называется механической энергией материальной точки.

Закон сохранения импульса в классической механике. Принцип модели гармонического осциллятора. Суть законов Кеплера. Единицы измерения энергии, работы и мощности.

Реферат: Закон сохранения энергии

Для характеристики различных форм движения материи вводятся соответствующие виды энергии, например: механическая, внутренняя, энергия электростатических, внутриядерных взаимодействий и др.

Энергия подчиняется закону сохранения, который является одним из важнейших законов природы. Механическая энергия Е характеризует движение и взаимодействие тел и является функцией скоростей и взаимного расположения тел.

Она равна сумме кинетической и потенциальной энергий. Кинетическая энергия обозначается буквой Ek. Так как изменение кинетической энергии равно работе силы 3 , кинетическая энергия тела выражается в тех же единицах, что и работа, т. Потенциальная энергия Потенциальная энергия — это энергия взаимодействия тел. Потенциальная энергия поднятого над Землей тела — это энергия взаимодействия тела и Земли гравитационными силами.

Потенциальная энергия упруго деформированного тела — это энергия взаимодействия отдельных частей тела между собой силами упругости.

Потенциальными называются силы, работа которых зависит только от начального и конечного положения движущейся материальной точки или тела и не зависит от формы траектории.

При замкнутой траектории работа потенциальной силы всегда равна нулю. К потенциальным силам относятся силы тяготения, силы упругости, электростатические силы и некоторые другие.

Силы, работа которых зависит от формы траектории, называются непотенциальными. При перемещении материальной точки или тела по замкнутой траектории работа непотенциальной силы не равна нулю. Потенциальная энергия взаимодействия тела с Землей Найдем работу, совершаемую силой тяжести Fт при перемещении тела массой m вертикально вниз с высоты h1 над поверхностью Земли до высоты h2 рис.

Если разность h1 — h2 пренебрежимо мала по сравнению с расстоянием до центра Земли, то силу тяжести Fт во время движения тела можно считать постоянной и равной mg. При перемещении тела вниз по наклонной плоскости рис. При движении вниз работа силы тяжести положительна, при движении вверх — отрицательна. Работа силы тяжести на замкнутой траектории равна нулю. Работа силы тяжести при перемещении тела массой m из точки, расположенной на высоте h2, в точку, расположенную на высоте h1 от поверхности Земли, по любой траектории равна изменению потенциальной энергии взаимодействия тела и Земли, взятому с противоположным знаком.

Значение потенциальной энергии тела, поднятого над Землей, зависит от выбора нулевого уровня, т. Обычно принимают, что потенциальная энергия тела на поверхности Земли равна нулю.

В отличие от кинетической энергии поступательного движения, которая может иметь лишь положительные значения, потенциальная энергия тела может быть как положительной, так и отрицательной. Потенциальная энергия упруго деформированного тела Вычислим работу, совершаемую силой упругости при изменении деформации удлинения пружины от некоторого начального значения x1 до конечного значения x2 рис.

Физический смысл потенциальной энергии деформированного тела потенциальная энергия упруго деформированного тела равна работе, которую совершает сила упругости при переходе тела в состояние, в котором деформация равна нулю.

Закон сохранения энергии в механических процессах Потенциальная энергия характеризует взаимодействующие тела, а кинетическая энергия — движущиеся тела. И потенциальная, и кинетическая энергия изменяются только в результате такого взаимодействия тел, при котором действующие на тела силы совершают работу, отличную от нуля. Рассмотрим вопрос об изменениях энергии при взаимодействиях тел, образующих замкнутую систему. Замкнутая система — это система, на которую не действуют внешние силы или действие этих сил скомпенсировано.

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел называется полной механической энергией. Основное содержание закона сохранения энергии заключается не только в установлении факта сохранения полной механической энергии, но и в установлении возможности взаимных превращений кинетической и потенциальной энергии тел в равной количественной мере при взаимодействии тел.

Приведем простейший опыт. Подбросим вверх стальной шарик. Действие силы тяжести приводит к уменьшению скорости шарика, а значит, и его кинетической энергии. Таким образом, кинетическая энергия не исчезает бесследно, а происходит ее превращение в потенциальную энергию.

Дальше шарик меняет направление движения и с увеличивающейся скоростью движется вниз. Теперь происходит обратное превращение потенциальной энергии в кинетическую.

Закон сохранения энергии раскрывает физический смысл понятия работы: работа сил тяготения и сил упругости, с одной стороны, равна увеличению кинетической энергии, а с другой стороны, — уменьшению потенциальной энергии тел. Следовательно, работа равна энергии, превратившейся из одного вида в другой.

Закон об изменении механической энергии Если система взаимодействующих тел не замкнута, то ее механическая энергия не сохраняется. Примером такой системы может служить система, в которой наряду с потенциальными силами действуют непотенциальные силы. К непотенциальным силам относятся силы трения.

Силы трения при движении системы уменьшают ее кинетическую энергию. В результате этого механическая энергия замкнутой неконсервативной системы всегда уменьшается, переходя в энергию немеханических форм движения.

Например, автомобиль, двигавшийся по горизонтальному участку дороги, после выключения двигателя проходит некоторый путь и под действием сил трения останавливается. Кинетическая энергия поступательного движения автомобиля стала равной нулю, а потенциальная энергия не увеличилась.

Во время торможения автомобиля произошло нагревание тормозных колодок, шин автомобиля и асфальта. Следовательно, в результате действия сил трения кинетическая энергия автомобиля не исчезла, а превратилась во внутреннюю энергию теплового движения молекул. Закон сохранения и превращения энергии при любых физических взаимодействиях энергия превращается из одной формы в другую.

Пусть, внешняя сила F действует на брусок В, который может скользить по тележке D рис. Если тележка перемещается вправо, то работа силы трения скольжения Ftr2, действующей на тележку со стороны бруска, положительна: Рис. При качении колеса его сила трения качения направлена вдоль движения, так как точка соприкосновения колеса с горизонтальной поверхностью двигается в направлении, противоположном направлению движения колеса, и работа силы трения положительна рис.

Физика: Справ. Кикоин И. Физика: Учеб. Элементарный учебник физики: Учеб. Ландсберга: т. Молекулярная физика. Яворский Б.

Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и самообразования.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Галилео. Эксперимент. Закон сохранения энергии

РЕФЕРАТ Законы сохранения энергии как отражение симметрии в Законы сохранения энергии в физике и особая роль теплоты 3. Законы. 4 Закон сохранения энергии в механических процессах Энергия подчиняется закону сохранения, который является одним из важнейших законов.

Приращение потенциальной энергии брошенного вверх тела происходит за счет убыли его кинетической энергии; при падении тела, приращение кинетической энергии происходит за счет убыли потенциальной энергии, так что полная механическая энергия тела не меняется. Аналогично, если на тело действует сжатая пружина, то она может сообщить телу некоторую скорость, т. Если на тело, кроме пружины, действует еще и сила тяжести, то хотя при движении тела энергия каждого вида будет изменяться, но сумма потенциальной энергии тяготения, потенциальной энергии пружины и кинетической энергии тела опять-таки будет оставаться постоянной. Энергия может переходить из одного вида в другой, может переходить от одного тела к другому, но общий запас механической энергии остаётся неизменным. Опыты и теоретические расчеты показывают, что при отсутствии сил трения и при воздействии только сил упругости и тяготения суммарная потенциальная и кинетическая энергия тела или системы тел остается во всех случаях постоянной. В этом и заключается закон сохранения механической энергии. Докажем закон сохранения энергии в следующем опыте. Стальной шарик, упавший с некоторой высоты на стальную или стеклянную плиту и ударившийся об неё, подскакивает почти на ту же высоту, с которой упал. Во время движения шарика происходит целый ряд превращений энергии. При падении потенциальная энергия переходит в кинетическую энергию шарика. Когда шарик прикоснется к плите, и он и плита начинают деформироваться. Если рассмотреть кинетическую энергию, то можно сделать вывод, что она превращается в потенциальную энергию упругой деформации шарика и плиты, причем этот процесс продолжается до тех пор, пока шарик не остановится, т. Затем под действием сил упругости деформированной плиты шарик приобретает скорость, направленную вверх: энергия упругой деформации плиты и шарика превращается в кинетическую энергию шарика. При дальнейшем движении вверх скорость шарика под действием силы тяжести уменьшается, и кинетическая энергия превращается в потенциальную энергию тяготения.

Для характеристики различных форм движения материи вводятся соответствующие виды энергии, например: механическая, внутренняя, энергия электростатических, внутриядерных взаимодействий и др.

Столкновение двух. Вид, реферат. Язык, русский.

Закон сохранения энергии

Поскольку закон сохранения энергии относится не к конкретным величинам и явлениям, а отражает общую, применимую везде и всегда закономерность, его можно именовать не законом , а принципом сохранения энергии. С фундаментальной точки зрения, согласно теореме Нётер , закон сохранения энергии является следствием однородности времени, то есть независимости законов физики от момента времени, в который рассматривается система. В этом смысле закон сохранения энергии является универсальным, то есть присущим системам самой разной физической природы. При этом выполнение этого закона сохранения в каждой конкретно взятой системе обосновывается подчинением этой системы своим специфическим законам динамики, вообще говоря, различающимся для разных систем. В различных разделах физики по историческим причинам закон сохранения энергии формулировался независимо, в связи с чем были введены различные виды энергии.

Реферат: Законы сохранения энергии в макроскопических процессах

Скачать реферат Приращение потенциальной энергий брошенного вверх тела происходит за счет убыли его кинетической энергии; при падении тела, приращение кинетической энергии происходит за счет убыли потенциальной энергии, так что полная механическая энергия тела не меняется1. Аналогично, если на тело действует сжатая пружина, то она может сообщить телу некоторую скорость, т. Если на тело, кроме пружины, действует еще и сила тяжести, то хотя при движении тела энергия каждого вида будет изменяться, но сумма потенциальной энергии тяготения, потенциальной энергии пружины и кинетической энергии тела опять-таки будет оставаться постоянной. Энергия может переходить из одного вида в другой, может переходить от одного тела к другому, но общий запас механической энергии остаётся неизменным. Опыты и теоретические расчеты показывают, что при отсутствии сил трения и при воздействии только сил упругости и тяготения суммарная потенциальная и кинетическая энергия тела или системы тел остается во всех случаях постоянной. В этом и заключается закон сохранения механической энергии. Проиллюстрируем закон сохранения энергии на следующем опыте. Стальной шарик, упавший с некоторой высоты на стальную или стеклянную плиту и ударившийся об неё, подскакивает почти на ту же высоту, с которой упал. Во время движения шарика происходит целый ряд превращений энергии. При падении потенциальная энергия переходит в кинетическую энергию шарика.

Некоторые из законов сохранения выполняются всегда и при всех условиях например, законы сохранения энергии, импульса, момента импульса, электрического заряда , или, во всяком случае, никогда не наблюдались процессы, противоречащие этим законам.

Импульсом тела называется величина, равная произведению массы тела на его скорость. Изменение импульса тела равно импульсу силы. Закон сохранения импульса: Геометрическая сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых движениях и взаимодействиях тел системы. Работа постоянной силы равна произведению модулей векторов силы и перемещения на косинус угла между этими векторами.

.

.

.

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ в механике 8 класс физика
Похожие публикации