Закон сохранения механической энергии
Физика 8 класс 01.12
Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах. Работа газа при расширении. Преобразование энергии в тепловых машинах.
Пример 1. Переход потенциальной энергии в кинетическую
Этот пример мы уже рассматривали в курсе 7 класса и в начале изучения этого раздела. Если представить себе тело, закрепленное на некоторой высоте, то оно имеет некую потенциальную энергию относительно уровня поверхности. Потом, если это тело отпустить, то оно начнет падать, т. е. его высота будет уменьшаться, и ускоряться, т. е. увеличивать свою скорость. Следовательно, его потенциальная энергия будет уменьшаться, а кинетическая – увеличиваться, энергии будут превращаться друг в друга. В момент перед самым соприкосновением с землей вся потенциальная энергия тела переходит в кинетическую.
Пример 2. Периодические превращения типов механической энергии (маятники). Рассмотрим по очереди три вида маятников: математический, пружинный, маятник Максвелла.
1. Маятник Максвелла – представляет собой диск, закрепленный на оси, на которую наматываются две нити (рис. 2).
Рис. 2. Маятник Максвелла
Принцип работы этого маятника следующий: сначала нити наматываются на ось, тем самым поднимая маятник вверх и сообщая ему дополнительную потенциальную энергию, затем диск маятника отпускают и он начинает, раскручиваясь, двигаться вниз, нить разматывается до конца, затем наматывается снова по инерции и т. д.
|
|
|
Таким образом, можно наблюдать следующие преобразования механической энергии: начальное накопление потенциальной энергии – превращение ее в кинетическую энергию – превращение в потенциальную и т. Д.
2. Математический маятник (груз на нити) – материальная точка, совершающая колебания под действием силы тяжести на длинной нерастяжимой нити (рис. 4).
Рис. 4. Математический маятник
Для начала колебательного процесса в этом маятнике нужно отвести тело, подвешенное на нити, от положения равновесия (придаем ему потенциальную энергию) и отпустить. После этого будут наблюдаться горизонтальные колебания в вертикальной плоскости и мы можем видеть похожие на предыдущий пример превращения энергии: подъем – переход кинетической энергии в потенциальную, опускание – переход потенциальной в кинетическую и т. д.
3. Пружинный маятник – груз, совершающий колебания на пружине под действием силы упругости (рис. 5).
Рис. 5. Пружинный маятник
Если подвесить груз к пружине и оттянуть ее вниз (придать пружине потенциальную энергию), а затем отпустить, то будут наблюдаться более сложные превращения энергии: потенциальная энергия пружины будет переходить в кинетическую и потенциальную энергию груза и наоборот.
|
|
|
Закон сохранения механической энергии
Все приведенные примеры экспериментов говорят о том, что мы уже знаем: полная механическая энергия тела (сумма кинетической и потенциальной) не меняется или, как говорят по-другому, сохраняется. Это мы называем законом сохранения механической энергии:
Замечание. Важно помнить, что этот закон выполнен только для замкнутой системы тел.
Определение. Замкнутая система тел – это та система, в которой не действуют внешние силы.
Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 95; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!