Похожие презентации:
Механическая энергия
1.
МЕХАНИЧЕСКАЯ
ЭНЕРГИЯ
2.
Энергия –это работа, которую может совершить
тело при переходе из данного состояния
в нулевое
Е
E A 1 Дж
В переводе с
греческого слово
“энергия” означает
действие,
Термин
“энергия” ввел в
физику
английский
3.
Так как в механике изучается движениетел и их взаимодействие, то
МЕХАНИЧЕСКАЯ
ЭНЕРГИЯ
ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ
КИНЕТИЧЕСКАЯ
энергия движения энергия взаимодействи
Ек
Еп
4.
Кинетическая энергияОпределим кинетическую энергию тела,
движущегося со скоростью υ
Так как энергия – это работа, которую совершает
тело при переходе из данного состояния в
нулевое.
Следовательно,
энергия - это работа, которую нужно
совершить, чтобы перевести тело из
нулевого состояния (υ0=0) в данное (υ≠0 ).
υ0=0
υ
5.
Определим эту работу:Чтобы тело изменило скорость к нему
необходимо приложить силупри
F, этом оно
начнет двигаться равноускоренно,
и пройдя
путь S,приобретет скорость υ.
При этом сила F совершит работу:
А F S
υ0=0 F
υ
S
6.
Преобразуем это выражение:F ma
Согласно II закону Ньютона:
2
Путь при
at
S
равноускоренном
2 2
2
at
at
2
движении:
А ma m
2
2
Так как ускорение при равноускоренном
, подставим вместо ускорения его
движении
a
2
2
2
t
m
t значение
А m 2
t 2
2
υ0=0
υ
S
F
7.
Преобразуем это выражение:F ma
Согласно IIзакону Ньютона:
2
Путь при
at
S
равноускоренном
2 2
2
at
at
2
движении:
А ma m
2
2
Так как ускорение при равноускоренном
, подставим вместо ускорения его
движении
a
2
2
2
t
m
t значение
2
А m 2 m
Аt 2
2
2 υ
υ0=0
F
S
8.
Энергия - это работа, которую нужносовершить, чтобы перевести тело из
нулевого состояния (υ0=0) в данное (υ≠0 ).
2
m m
Eк E к A
22
2
Кинетическая энергия движущегося тела
2
равна половине произведения
массы тела
m
А
на квадрат его скорости.
2 υ
υ0=0
F
S
9.
Потенциальная энергияОпределим потенциальную энергию
взаимодействия тела с Землей на
высоте h.
Выберем уровень
Земли за нулевой h0.
h
h
0
Нулевой уровень
энергии – уровень, на
котором энергия
считается равной
нулю.
10.
Энергия - это работа которую, нужносовершить, чтобы перевести тело из
нулевого состояния (h0=0) в данное (h).
Для равномерного
подъема тела на высоту h к
нему необходимо
приложить
силу
F,
равную силе
тяжести
FТ
h
F
h
0
FТ
F Fт
Под действием силы F
тело начнет двигаться
вверх, и пройдет путь
h.
11.
Энергия - это работа, которую нужносовершить, чтобы перевести тело из
нулевого состояния (h0=0) в данное (h).
Для равномерного
подъема тела на высоту h к
нему необходимо
приложить
силу
F,
равную силе
тяжести
FТ
h
F
FТ
F Fт
Под действием силы F
тело начнет двигаться
вверх, и пройдет путь
h.
12.
Энергия - это работа, которую нужносовершить, чтобы перевести тело из
нулевого состояния (h0=0) в данное (h).
Определим работу силы F:
F
Так
как
FТ
h
A F S
F Fт mg , а
путь
S h
A mg h
Тогда
работа
Отсюда потенциальная
энергия:
Eп mgh
Eп A mg h
13.
Энергия - это работа, которую нужносовершить, чтобы перевести тело из
нулевого состояния (h0=0) в данное (h).
F
FТ
h
Потенциальная энергия
взаимодействия тела с
Землей равна
произведению массы
тела, ускорения
свободного падения и
высоты, на которой оно
находится.
Eп mgh
14.
Потенциальная энергиядругих взаимодействий
рассчитывается по другим
формулам.
15.
Итак:МЕХАНИЧЕСКАЯ
ЭНЕРГИЯ
ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ
КИНЕТИЧЕСКАЯ
энергия движения энергия взаимодействи
m
Eк
2
2
Eп mgh
E A 1 Дж
16.
Рассмотрим взаимосвязь энергии иработы
Для этого пустим
шар массой m1 по
наклонной плоскости с высоты h
Он будет обладать энергией E1
Eп1 m1 gh
h
При ударе о цилиндр, шарик
совершит работу А1 по
перемещению цилиндра на
расстояние S1 .
S1
17.
Пустим шар массой m2< m1 по наклоннойплоскости с высоты h
Он будет обладать энергией Е2
Eп1 m1 gh
Eп 2 m2 gh
h
При ударе о цилиндр, шарик
совершит работу А2 по
перемещению цилиндра на
расстояние S2 .
S2
S1
18.
Так как m2< m1, тогда E2<E1 .
Так как S2< S1, тогда A2< A1.
Eп1 m1 gh
Eп 2 m2 gh
h
Следовательно:
чем большей
энергией обладает
тело , тем большую
работу оно может
совершить.
S2
S1
пример
19.
ЗАКОНСОХРАНЕНИЯ
МЕХАНИЧЕСКО
Й
ЭНЕРГИИ
20.
Мы познакомились с двумя видамимеханической энергии
МЕХАНИЧЕСКАЯ
ЭНЕРГИЯ
КИНЕТИЧЕСКАЯ
ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ
энергия движения энергия взаимодействи
m
Eк
2
2
Eп mgh
Однако, в общем случае тело может
обладать и кинетической, и
потенциальной энергией
21.
Их суммаЕ Eк Eп
Полной
механической
энергией
называется
Это понятие было введено в 1847 г.
немецким ученым Г. Гельмгольцем.
22.
Выясним, что происходит с полноймеханической энергией при движении
тела.
Подбросим
мяч
Eп1 0
вертикально вверх с
некоторой скоростью
υ. Придав мячу
скорость, мы
υ
сообщим ему
2
кинетическую
m
а потенциальная
E к1
энергию,
2 энергия
будет равна
нулю.
23.
По мере движения мяча вверх егоскорость будет уменьшаться, а высота
увеличиваться.
На максимальной
=0
Eк 2 0
Eп 2 mgh
υ
Eп1 0
высоте h мяч
остановится (υ=0).
Следовательно, и
кинетическая
h
энергия станет
2
равной нулю,
m
E к1
а потенциальная
2
энергия будет
максимальна.
24.
После этого мяч, под действием силытяжести, начнет падать вниз, его скорость
будет увеличиваться, кинетическая энергия
возрастать, а высота уменьшается.
υ =0
Eп 2 mgh
Eп 3 0
На поверхности
Eк 2 0
Земли (h=0)
потенциальная
энергия
h
а кинетическая
превращается
в
2
становится
m энергия
ноль,
Eк 3
2 максимальна, так
как скорость тела
(υ) максимальна.
25.
Итак, при возрастании кинетическойэнергии тела потенциальная энергия
взаимодействия уменьшается.
υ =0
Eк 2 0
Eп 2 mgh
h
Eп13 0
υ
υ
m
Eк 13
2
2
26.
И наоборот, при уменьшениикинетической энергии тела
потенциальная энергия
взаимодействия
увеличивается.
υ =0
υ =0
Eп 2 mgh
Eк 2 0
Eк 2 0
Eп 2 mgh
h
Eп1 0
υ
m
E к1
2
h
2
Eп 3 0
υ
m
Eк 3
2
2
27.
Изучение свободного падения тел (вотсутствии сил трения и
сопротивления) показывает, что всякое
уменьшение одного вида энергии
ведет к увеличению другого вида
энергии.
Полная механическая энергия тела,
на которое не действуют силы
трения и сопротивления, в процессе
движения остается неизменной.
28.
Обозначим начальную энергию тела/
/
к
E Eк Eп, а конечную E E E
Тогда закон сохранения энергии
можно записать как
E E
/
или
/
к
Eк Еп E E
/
п
/
п
29.
А в конце движения скорость теластала равна υ, а высота h, тогда:
Предположим, что в начале
движения скорость тела была равна
υ0, а высота h , тогда:
/
/
/
E Eк Eп
2
m 0
0
E Eк Eп
2
m
E
mgh0
E
mgh
2
2
2
2
/
/
m 0
m
Eк mgh
Е п 0
Eп
Eк
mgh
2
2
/
30.
Полная механическая энергия тела,на которое не действуют силы
трения и сопротивления, в процессе
движения остается неизменной.
E E
2
0
/
2
m
m
mgh0
mgh
2
2