Какво писмо е обозначено с механична работа. Механична работа: определение и формула

Нека тялото, на което се предава дейността на силите, се движи по някаква траектория, пътеката s. В същото време, силата променя скоростта на тялото, което му казва, или компенсира ефекта на друга сила (или сила), противопоставяща се на движението. Действието на пътя s се характеризира със стойността, наречена работата.

Механичната работа се нарича скаларна стойност, равна на работата на проекцията на силата по посока на движение на FS и пътя S, преминаващата точка на прилагането на силата (фиг. 22):

A \u003d fs * s.(56)

Изразът (56) е валиден, ако стойността на проекцията на силите на FS по посока на движение (т.е. по посока на скоростта) остава през цялото време непроменено. По-специално, това се случва, когато тялото се движи прави и постоянните сили формират постоянен ъгъл α с посоката на движение. Тъй като fs \u003d f * cos (α), израз (47) Можете да дадете следната форма:

A \u003d f * s * cos (α).

Ако - векторът на движението, тогава работата се изчислява като скаларен продукт на два вектора и:

. (57)

Работата е алгебрична стойност. Ако силата и посоката на движение образуват остър ъгъл (Cos (α)\u003e 0), работата е положителна. Ако ъгълът α е глупав (cos (α)< 0), работа отрицательна. При α = π/2 работа равна нулю. Последнее обстоятельство особенно отчетливо показывает, что понятие работы в механике существенно отличается от обыденного представления о работе. В обыденном понимании всякое усилие, в частности и мускульное напряжение, всегда сопровождается совершением работы. Например, для того чтобы держать тяжелый груз, стоя неподвижно, а тем более для того, чтобы перенести этот груз по горизонтальному пути, носильщик затрачивает много усилий, т. е. «совершает работу». Однако это – «физиологическая» работа. Механическая работа в этих случаях равна нулю.

Работа, когато се движите под действието на сила

Ако стойността на проекцията на сила към посоката на движение не остава постоянна по време на движението, тогава работата се изразява като интеграл:

. (58)

Интеграл от този тип по математика се нарича криволинеен интеграл по траекторията S. Аргументът тук служи като векторна променлива, която може да варира както по модул, така и по посока. Под знака на интеграла е скаларен продукт на силата и вектора на елементарното движение.

За единица работа, работата, извършена със сила, която е равна на едно и действаща в посока на движение, по пътя, равен на един. В S. устройството за работа е Joule (J), което е равно на работата, извършена със сила в 1 Нютон по пътя към 1 метър:

1J \u003d 1H * 1m.

В SSS работата на работата е ERG, равна на работата, извършена със сила в 1 Дина по пътя до 1 сантиметър. 1J \u003d 10 7 ERG.

Понякога се използва допълнителна единица от килограм метър (kg * m). Това е работа, направена със сила на 1 кг по пътя към 1 метър. 1KG * m \u003d 9,81 J.

Конят изважда количката с някаква сила, ние го обозначаваме Е.сцепление. Дядото седи на количката, която я пресича с някаква сила. Го означаваме Е.натиск. Кошницата се движи по посока на тясната сила на коня (вдясно) и по посока на силата на налягането на дядото (надолу) количката не се движи. Следователно, във физиката те казват това Е.тягата прави работата в количката и Е.налягането не работи в количката.

Така, работа на власт над тялото или механична работа - физическо количество, чиято модул е \u200b\u200bравна на работата на силата на пътя, направена от тялото по посока на действието на тази силас:

В чест на английския учен, D.Joul е наречена единица механична работа 1 джаул (Съгласно формулата, 1 J \u003d 1 N · m).

Ако някоя сила действа върху разглежданото тяло, това означава, че някои актове действат върху него. Следователно Работата на силата над тялото и работата по тялото над тялото - пълни синоними. Въпреки това, първият орган работи над втората и работата на втория орган през първата, е частични синоними, тъй като модулите на тези произведения винаги са равни и техните знаци винаги са противоположни. Ето защо знакът "±" присъства във формулата. Нека обсъдим работата по-подробно.

Числените стойности на силата и пътеките винаги са не-отрицателни стойности. За разлика от тях, механичната работа може да има както положителни, така и отрицателни знаци. Ако посоката на сила съвпада с посоката на движението на тялото, тогава Работата на силата се счита за положителна. Ако посоката на сила е противоположна на посоката на движението на тялото, работата на силата смятат отрицателна (Вземете "-" от "±" формула). Ако посоката на движението на тялото е перпендикулярна на посоката на сила, тогава Такава сила не извършва работа, т.е. a \u003d 0.

Обмислете три илюстрации на три аспекта на механичната работа.

Изпълнението на работата може да изглежда различно от гледната точка на различни наблюдатели. Помислете за пример: едно момиче се движи в асансьор нагоре. Прави ли механична работа? Момичето може да работи само по тези органи, които действат със сила. Такова тяло е само едно нещо - каютата на асансьора, тъй като момичето натиска теглото си на пода. Сега трябва да разберем дали кабината минава по някакъв начин. Разгледайте две възможности: с фиксиран и движещ се наблюдател.

Нека първо наблюдателят седи на земята. Във връзка с нея каютата на асансьора се приближава и преминава някакъв път. Теглото на момичето е насочено в противоположното рамо, следователно, момичето се изпълнява над кабината отрицателна механична работа: А.богородица< 0. Вообразим, что мальчик-наблюдатель пересел внутрь кабины движущегося лифта. Как и ранее, вес девочки действует на пол кабины. Но теперь по отношению к такому наблюдателю кабина лифта не движется. Поэтому с точки зрения наблюдателя в кабине лифта девочка не совершает механическую работу: А.dev \u003d 0.

Дефиниция

В случай, че под влиянието на сила има промяна в модула на скоростта на тялото на тялото, тогава те казват, че властта се извършва работа. Смята се, че ако скоростта се увеличи, тогава работата е положителна, ако скоростта намалява, работата, която прави властта, е отрицателна. Промяната в кинетичната енергия на материалната точка по време на нейното движение между двете разпоредби е равна на работата, която мощността прави:

Ефектът от сила на материалната точка може да бъде описан не само чрез промяна на скоростта на тялото на тялото, но и с помощта на мащаба на движението, което органът се разглежда под действието на силата ().

Елементарна работа

Елементарната работа на някои мощност се определя като скаларен продукт:

Радиус - векторът на точката, към която се прилага силата, е елементарното движение на точката по траекторията, ъгъла между векторите и. Ако ъгълът е по-малък от нула, ако ъгълът е остър, тогава работата е положителна, с

В декартовите координати на формула (2) има формата:

където f x, f y, f z - векторни прогнози на декартовата ос.

При разглеждане на функционирането на силата, приложена към материалната точка, можете да използвате формулата:

къде - скоростта на точката на материала е пулсът на материалната точка.

Ако в същото време има няколко сили (механична система), елементарната работа, която тези сили прави системата, е равна на:

когато се извършва сумирането на елементарната работа на всички сили, DT е малък период от време, за който се извършва елементарната работа на системата.

Получената работа на вътрешните сили, дори ако твърдото се движи, е нула.

Нека твърдото се върти в близост до фиксираната точка - произходът на координатите (или неподвижна ос, който преминава през тази точка). В този случай елементарната работа на всички външни сили (нека кажем, че техният брой е n), който действа върху тялото е равен на:

къде - полученият момент на силите по отношение на точката на въртене, векторът на елементарния завой, е незабавна ъглова скорост.

Работа в крайното място на траекторията

Ако силата изпълнява работата по движението на тялото на крайната част на траекторията на неговото движение, тогава работата може да бъде намерена като:

В случай, че векторът на силата е постоянна стойност на целия сегмент на движение, тогава:

къде е проекцията на властта върху допирателната до траекторията.

Единици за измерване на работата

Основната единица за измерване на момента в системата SI е: [a] \u003d j \u003d n m

В SGS: [a] \u003d erg \u003d din cm

1J \u003d 10 7 ERG

Примери за решаване на проблеми

Пример

Задачата. Материалната точка се движи директно (фиг. 1) под влиянието на сила, което се определя от уравнението :. \\ t Силата е насочена към движението на материалната точка. Каква е работата на тази сила върху сегмента на пътя от S \u003d 0 до S \u003d S 0?

Решение. Като основа за решаване на проблема, ние ще вземем формула за изчисляване на работата на формуляра:

къде, както при условие на проблема. Заместваме изразяването на модула, даден на условията, вземат интеграла:

Отговор.

Пример

Задачата. Материалната точка се движи около обиколката. Неговата скорост се променя в съответствие с изразяването :. В същото време работата на силата, която действа по въпроса, е пропорционална на времето :. Каква е стойността на n?

Решение. Като основа за решаване на проблема, ние използваме формулата:

Познаване на зависимостта на скоростта навреме ще намерим връзката на тангенциалния компонент на ускорението и времето:

Нормалният компонент на ускорението ще разгледа:

Когато се движите около кръга, нормалният компонент на ускорението винаги ще бъде перпендикулярно на вектора на скоростта, следователно, приносът към работата на силата на скоростта ще бъде направен само до тангенциалният компонент, т.е. изразът (2.1) е обърнати в ума:

Изразяване за работа като:

Ако тялото действа върху тялото, тогава тази сила прави работата по движението на този орган. Преди да дефинирате работата в криволинейното движение на материалната точка, разгледайте конкретни случаи:

В този случай механичната работа А. равна на:

А.= F s cos.=
,

или A \u003d FCOS.× S \u003d F. С. × с,

къдетоЕ. С. - Проекция сила при преместване. В такъв случай Е. с. = конст.и геометричен смисъл на работата А. - това е площта на правоъгълника, построен в координатите Е. С. , , С..

Ще изградим диаграма на проекция на сила по посока на движение Е. С. като движещи се функции s. Пълно движение, за да си представим като сума от n малки премествания
. За малки i. Дискове
Работата е равни

или площта на сенчеста трапеца на снимката.

Пълна механична работа при преминаване от точка 1 точно 2 ще бъде равен на:

Стойността под интеграла ще представи елементарна работа върху безкрайно малко движение
:

- елементарна работа.

Разделяме траекторията на движението на материалната точка за безкрайно малки движения

и работа на власт

Чрез преместване на материалната точка от точката 1 точно 2 Ние определяме като криволинеен интеграл:

–работа в криволинейно движение.

Пример 1: Работа на гравитацията
С извито движение на материалната точка.

Допълнително Като постоянен размер може да се направи за знака на интеграла и интеграла според фигурата ще представлява пълно движение. . .

Ако определите височината на точката 1 от повърхността на земята и височина на точка 2 през T.

Виждаме, че в този случай работата се определя от позицията на материалната точка в началната и крайната точка във времето и не зависи от формата на траекторията или пътя. Работата на тежестта над затворената пътека е нула:
.

Силите, чиято работа на затворената пътека е нула, се нарича консервативен .

Пример 2. : Работа на триене сила.

Това е пример за неконсервативна сила. Да го покаже достатъчно, за да разгледа елементарната работа на силата на триене:

тези. Работата на силата на триене винаги е отрицателна стойност и на затворения път не може да бъде равна на нула. Наречена е работата, извършена за единица време власт. Ако по времето
Извършва се работа
Тогава мощността е равна

–механична енергия.

Поемане
като

получаваме израз за власт:

В единицата на SI е Joule:
\u003d 1 j \u003d 1 n 1 m, а захранването е вата: 1 w \u003d 1 j / s.

Механична енергия.

Енергията е обща количествена мярка за взаимодействието на всички видове материя. Енергията не изчезва и не възниква от нищо: тя може да се движи само от една форма в друга. Концепцията за енергията свързва всички явления в природата. В съответствие с различни форми на движение на материя се считат различни видове енергия - механични, вътрешни, електромагнитни, ядрени и др.

Концепциите за енергия и работа са тясно свързани помежду си. Известно е, че работата се извършва поради запаса на енергия и, напротив, извършване на работа, можете да увеличите запаса на енергия във всяко устройство. С други думи, работата е количествена мярка за енергийна промяна:

Енергията, както и работата в SI се измерва в джоули: [ Д.] \u003d 1 J.

Механичната енергия е два вида - кинетични и потенциални.

Кинетична енергия (или енергията на движението) се определя от масите и скоростите на разглежданите органи. Помислете за материалната точка, която се движи под действието на силата . Работата на тази сила увеличава кинетичната енергия на материалната точка
. В този случай изчисляваме малкото увеличение (диференциално) на кинетичната енергия:

При изчисляване
използван е вторият закон на Нютон
, както и
- Модул на модула на материалната точка. Тогава
Може да бъде представен като:

- кинетична енергия, движеща се материал.

Умножаване и разделяне на този израз
и обмисля това
,

- комуникация между импулс и кинетична енергия на движещ се материал.

Потенциална енергия (или енергията на тялото) се определя от ефекта върху тялото на консервативните сили и зависи само от позицията на тялото .

Видяхме, че работата на гравитацията
С извито движение на материалната точка
може да бъде представена като разлика в стойностите на функциите
преподава в точката 1 и в точка 2 :

Оказва се, че винаги, когато силите са консервативни, работата на тези сили по пътя 1
2 Може да бъде представен като:

Функция , което зависи само от позицията на тялото - се нарича потенциална енергия.

Тогава за елементарна работа получаваме

–работата е равна на загубата на потенциална енергия.

В противен случай можем да кажем, че работата се извършва поради резерва на потенциалната енергия.

Магнитуд равна на сумата на кинетичните и потенциалните енергии на частицата, наречена общата механична енергия на тялото:

–пълна механична енергия на тялото.

В заключение, отбелязваме, че използването на втория закон на Нютон
, Диференциална кинетична енергия
Може да бъде представен като:

Диференциална енергия енергия
Както е посочено по-горе, е:

Така, ако силата - консервативна сила и няма други външни сили, . В този случай пълната механична енергия на тялото се запазва.

Основна теоретична информация

Механична работа

Въвеждат се енергийни характеристики на движение въз основа на концепцията механична работа или работа. Работа, извършена от постоянна сила Е., се нарича физическа стойност, равна на продукта на модулите на силата и движението, умножено по косинуса на ъгъла между енергийните вектори Е. и движение С.:

Работата е скаларна стойност. Тя може да бъде и положителна (0 ° ≤ α < 90°), так и отрицательна (90° < α ≤ 180 °). За α \u003d 90 ° Работата, извършена със сила, е нула. В системата работата се измерва в джоули (J). Joule е равен на работата, извършена със сила в 1 Нютон при преместване на 1 метър в посоката на сила.

Ако силата се промени с течение на времето, тогава за намиране на работа изгради графика на зависимостта на движението и да намери областта на фигурата по графика - това е работата:

Пример за сила, чийто модул зависи от координата (движението), може да служи като сила на пролетта, която се подчинява на крака на гърлото ( Е. UPR \u003d. kX.).

Власт

Нарича се работата на силата, извършена за единица време власт. Власт Пс. (понякога посочват писмото Н.) - физическа стойност, равна на отношението на работата А. По време на време t.по време на която е направена тази работа:

Тази формула се изчислява средна власт. Мощността е обобщена характеризиране на процеса. Така че работата може да бъде изразена и чрез сила: А. = Pt. (Освен ако, разбира се, силата и времето на работа) са известни. Устройството за енергия се нарича WATT (W) или 1 джаул за 1 секунда. Ако движението е еднакво, тогава:

За тази формула можем да изчислим незабавна мощност (Мощност в даден момент), ако вместо скоростта заменяме стойността на мигновената скорост във формулата. Как да разберем каква сила да брои? Ако проблемът бъде зададен във времето на времето или в някаква точка, тогава се разглежда моментният момент. Ако попитате за мощност за известно време или част от пътя, тогава потърсете средна сила.

Ефективност - полезен коефициентТя е равна на отношението на полезна работа на разглеждания или полезна сила на изразходваното:

Какъв вид работа е полезна и как изразяват се от състоянието на определен проблем чрез логично разсъждение. Например, ако повдигащият кран прави работа върху повишаването на товара на някаква височина, ще бъде полезно да се повиши товара (както е в името на това, създаден кран) и извършената работа - работата, извършена от електрически мотор на кран.

Така че, полезна и изразходвана сила няма строга дефиниция и са логични разсъждения. Във всяка задача ние сами трябва да определим, че в тази задача е целта на работата (полезна работа или власт) и който беше механизъм или метод за извършване на цялата работа (изразходвана сила или работа).

Като цяло, ефективността показва как механизмът ефективно превръща един вид енергия в друга. Ако захранването се промени с течение на времето, тогава работата се намира като фигурата на фигурата под графиката на захранващата зависимост:

Кинетична енергия

Нарича се физическото количество, равна на половината от телесната маса на квадрата на скоростта му кинетична енергия (енергия на движението):

Това означава, че ако автомобил с тегло 2000 kg се движи със скорост от 10 m / s, тогава тя има една кинетична енергия Д. K \u003d 100 kJ и е в състояние да работи в 100 kJ. Тази енергия може да се превърне в термична (при спиране на автомобила загрява каучукови колела, пътни и спирачни дискове) или може да се похарчи върху деформацията на колата и тялото, с което колата се е сблъскала (с инцидент). При изчисляването на кинетичната енергия няма значение къде се движи автомобилът, тъй като енергията, като работата, стойността е скаларна.

Тялото има енергия, ако е способна да работи. Например, движещото се тяло има кинетична енергия, т.е. Енергия и способност да извършват работа по деформация на органи или даване на ускоряване на органите, с които ще се случи сблъсъкът.

Физически смисъл на кинетичната енергия: За почивка на телесната маса м. започна да се движи със скорост в. Необходимо е да се работи, равно на получената кинетична енергия. Ако тялото е маса м. Движи се със скорост в., За да го спре, е необходимо да се направи работа, равна на първоначалната кинетична енергия. При спиране кинетичната енергия е главно (освен в случаи на сблъсък, когато енергията продължава деформация) "по-близо" от Friction Force.

Теорема на кинетичната енергия: работата на получената сила е равна на промяната в кинетичната енергия на тялото:

Теоремата за кинетичната енергия е валидна и в общия случай, когато тялото се движи под действието на променящата се сила, посоката на която не съвпада с посоката на движение. Приложете тази теорема е удобна в задачите за овърклок и спиране на тялото.

Потенциална енергия

Заедно с кинетичната енергия или енергията на движение по физика, концепцията играе важна роля. потенциална енергия или енергийно взаимодействие.

Потенциалната енергия се определя от взаимното положение на телата (например положението на тялото спрямо повърхността на земята). Концепцията за потенциална енергия може да бъде въведена само за сили, чиято произведение не зависи от траекторията на движението на тялото и се определя само от първоначалните и крайните позиции (т.нар. консервативна власт). Работата на такива сили на затворена траектория е нула. Такъв имот има силата на гравитацията и силата на еластичността. За тези сили можете да влезете в концепцията за потенциална енергия.

Потенциална телесна енергия в областта на тежестта на земята Изчислени по формулата:

Физическото значение на потенциалната енергия на тялото: потенциалната енергия е равна на работата, която силата прави захранването при понижаване на тялото до нулевото ниво ( х. - разстояние от центъра на тежестта на тялото до нула). Ако тялото има потенциална енергия, това означава, че е в състояние да работи, когато това тяло падне от височината х. до нулево ниво. Работата на тежестта е равна на промяната в потенциалната енергия на тялото, взето с противоположния знак:

Често, в енергийните задачи, трябва да намерите работа по повишаване (обръщане, доставяне от ямата) на тялото. Във всички тези случаи е необходимо да се обмисли да не се движи не самото тяло, а само център на тежестта.

Потенциалната енергия на ЕП зависи от избора на нулевото ниво, т.е. от избора на произхода на координатите на осите OY. Във всяка задача нулевото ниво се избира от разглеждането на удобството. Физическото значение не е самата потенциална енергия, а нейната промяна при преместване на тялото от една позиция към друга. Тази промяна не зависи от избора на нулевото ниво.

Потенциална енергия, опъната пролет Изчислени по формулата:

където: к. - Пролетна твърдост. Разтяганата (или компресирана) пружина е способна да премести тялото към нея, т.е. да информира тази кинетична енергия на тялото. Следователно, такава пролет има енергиен резерв. Разтягане или компресия х. Необходимо е да се разчита на недеформираното състояние на тялото.

Потенциалната енергия на еластичното деформирана организация е равна на работата на силата на еластичност по време на прехода от това състояние до състояние с нулева деформация. Ако пролетта вече е деформирана в първоначалното състояние, и удължението му е равно х. 1, след това при преминаване към ново състояние с удължение х. 2 Силата на еластичността ще работи, равна на промяната в потенциалната енергия, взета с противоположния знак (тъй като силата на еластичност винаги е насочена срещу деформацията на тялото):

Потенциалната енергия с еластична деформация е енергията на взаимодействието на отделни части на тялото помежду си чрез еластичност.

Работата на силата на триене зависи от пътната пътека (такъв вид сила, чиято работа зависи от траекторията и изминатото разстояние: дисиптични сили). Концепцията за потенциална енергия за силата на триене е невъзможна за влизане.

Ефективност

Съотношение на ефективност (ефективност) - характеристики на ефективността на системата (устройство, машина) за предаване или предаване на енергия. Тя се определя от съотношението на полезната енергия на общото количество енергия, получена от системата (формулата вече е посочена по-горе).

Ефективността може да бъде изчислена както чрез работата, така и чрез властта. Полезна и отработена операция (сила) винаги се определя чрез просто логично разсъждение.

В електрическите двигатели ефективността е отношението на (полезната) механична работа към електрическата енергия, получена от източника. В термични двигатели - съотношението на полезната механична работа на количеството прекарване на топлина. При електрически трансформатори съотношението на електромагнитната енергия, получено във вторичната намотка, към енергията, консумирана от първичната намотка.

Благодарение на своята понятие, концепцията за ефективност ви позволява да сравнявате и оценявате от една гледна точка на такива различни системи като атомни реактори, електрически генератори и двигатели, топлоелектрически централи, полупроводникови устройства, биологични обекти и др.

Поради неизбежната загуба на енергия за триене, за отопление на околните тела и др. Ефективността винаги е по-малка от тази. Съответно, КЗД се изразява в акциите на изразходваното енергия, което е под формата на правилната фракция или в проценти, е безразмерната стойност. Ефективността характеризира начина, по който машината или механизмът работи ефективно. Ефективността на топлоелектрическите централи достига 35-40%, двигателите с вътрешно горене с насложени и предварително охлаждане - 40-50%, динамоманите и генераторите на високотехнологията - 95%, трансформатори - 98%.

Задачата, в която трябва да се намери ефективността, е необходима, е необходимо да започнем с логично разсъждение - каква работа е полезна и това, което изразходва.

Механичен закон за опазване на енергията

Пълна механична енергия Количеството на кинетичната енергия се нарича (т.е. енергията на движението) и потенциалът (т.е. енергията на взаимодействието на войските и еластичността):

Ако механичната енергия не преминава към други форми, например във вътрешната (термична) енергия, количеството кинетична и потенциална енергия остава непроменено. Ако механичната енергия преминава в термична, промяната в механичната енергия е равна на работата на силата на триене или загуба на енергия, или количеството екскретирана от топлина и така нататък, с други думи, промяната в пълната механична енергия е равна на Работата на външните сили:

Сумата на кинетичната и потенциалната енергия на компонентите на телата на затворената система (т.е., че в която външните сили не действат и работата им е равна на вече) и взаимодействие със самите сили и силите на еластичността остават останки непроменен:

Това изявление изразява закон за енергоспестяване (ZSE) в механични процеси. Това е следствие от законите на Нютон. Законът за опазване на механичната енергия се извършва само когато телата в затворената система взаимодействат помежду си със силите на еластичността и гроба. Във всички задачи най-малко две състояния на системата винаги ще бъдат поне закон за енергоспестяване. Законът гласи, че общата енергия на първата държава ще бъде равна на общата енергия на втората държава.

Алгоритъм за решаване на проблеми за опазването на енергията:

Намерете точките на първоначалната и крайната позиция на тялото.
Запис, който или какви енергии имат тялото в тези точки.
Приравняват първоначалната и крайната енергия на тялото.
Добавете други необходими уравнения от предишни теми във физиката.
Решаване на полученото уравнение или система на уравнения с математически методи.

Важно е да се отбележи, че законът за опазване на механичната енергия позволява връзката между координатите и тялото на тялото в две различни точки на траекторията, без да се анализира правото на движението на тялото във всички междинни пункта. Прилагането на Закона за опазване на механичната енергия може значително да опрости решаването на много задачи.

В реални условия почти винаги върху движещите се тела, заедно със силите, силите на еластичността и други сили са силите на триене или силата на съпротивата на средата. Работата на силата на триене зависи от дължината на пътя.

Ако има сила на триене между телата, които съставляват затворена система, механичната енергия не е запазена. Част от механичната енергия се превръща във вътрешната енергия на тялото (отопление). Така енергията като цяло (т.е. не само механична) във всеки случай е запазена.

При всички физически взаимодействия, енергията не се случва и не изчезва. Той се оказва само от една форма в друга. Този експериментално установен факт изразява основния закон на природата - законът за опазване и обръщане на енергия.

Една от последиците от Закона за опазване и трансформация на енергията е изявлението за невъзможността да се създаде "вечен двигател" (Perpetuum Mobile) - колата, която може да работи, за да бъде несигурна за дълго време, без да харчи енергия.

Различни работни задачи

Ако задачата е необходима за намиране на механична работа, първо изберете начин да го намерите:

Работата може да бъде намерена по формулата: А. = FS.∙ cos. α . Намерете работата перфектно и величината на тялото се движи по тази сила в избраната референтна система. Моля, обърнете внимание, че ъгълът трябва да бъде избран между скоростта на скоростта и движението.
Работата на външната сила може да бъде намерена като разлика в механичната енергия в крайните и първоначалните ситуации. Механичната енергия е равна на сумата на кинетичната и потенциалната енергия на тялото.
Работата по повдигащото тяло при постоянна скорост може да бъде намерена по формулата: А. = mGH.където х. - височината, за която се издига център за тежест тяло.
Работата може да бъде намерена като продукт на енергия за известно време, т.е. Съгласно формулата: А. = Pt..
Работата може да бъде намерена като фигурата на фигурата под графиката на зависимостта на силата от движение или сила от време.

Законът за запазване на енергията и динамиката на ротационното движение

Задачите на тази тема са доста сложни математически, но когато знанието за подхода се решава в напълно стандартен алгоритъм. Във всички задачи ще трябва да обмислите въртенето на тялото във вертикалната равнина. Решението ще бъде намалено до следната последователност от действия:

Необходимо е да се определи точката на интерес за вас (точката, в която е необходимо да се определи скоростта на организма, силата на напрежението, теглото и т.н.).
Напишете в този момент вторият закон на Нютон, като се има предвид, че тялото се върти, т.е. има центрофункционално ускорение.
Записване на закона за опазване на механичната енергия, така че да присъства в него скоростта на тялото в най-интересната точка, както и характеристиките на състоянието на тялото в някои състояния, за които нещо е известно.
В зависимост от състоянието, изразявате скоростта на квадрата от едно уравнение и заменете с друг.
Извършване на останалите необходими математически операции, за да се получи крайна сметка.

Когато решавате задачи, трябва да помните, че:

Условието за преминаване на горната точка при завъртане на конеца при минимална скорост - реакционната сила на опората Н. В горната точка е 0. Същото състояние се извършва, когато се предава горната точка на мъртвия цикъл.
При завъртане на пръчката, състоянието на преминаване на цялата обиколка: минималната скорост в горната точка е 0.
Състоянието на отделянето на тялото от повърхността на сферата е силата на опорната реакция в точката на разделяне е нула.

Илеластичен сблъсък

Законът за запазване на механичната енергия и Законът за опазване на импулса позволяват да се намерят решения на механични задачи в случаите, когато настоящите сили са неизвестни. Пример за този вид задачи е шоковото взаимодействие на тел.

Удар (или сблъсък) Обичайно е да се нарича краткосрочно взаимодействие на тела, в резултат на което техните скорости изпитват значителни промени. По време на сблъсъка на телата между тях има краткосрочни ударни сили, чиято величина обикновено е неизвестна. Следователно е невъзможно да се вземе под внимание взаимодействието на въздействието директно с помощта на законите на Нютон. Прилагането на законите за опазване на енергетиката и импулса в много случаи дава възможност да се изключи от самия процес на сблъскване и да получи връзката между скоростите на органите преди и след сблъсъка, заобикаляйки всички междинни стойности от тях стойности.

С взаимодействието на телата, често е необходимо да се занимаваме в ежедневието, в техниката и физиката (особено във физиката на атома и елементарните частици). Често се използват два модела на шоково взаимодействие абсолютно еластични и абсолютно неластични удари.

Абсолютно нееластична стачка Те наричат \u200b\u200bтакова шоково взаимодействие, при което телата са свързани (залепване) помежду си и се движат като едно тяло.

С абсолютно нееластична стачка механичната енергия не е запазена. Тя частично или напълно влиза във вътрешната енергия на тел (отопление). За да опишете всякакви удари, трябва да запишете импулсния закон за опазване, а законът за опазване на механичната енергия, като се вземе предвид маркираната топлина (е изключително желателно да се направи снимка).

Абсолютно еластична стачка

Абсолютно еластична стачка Сблъсъкът се нарича, в който се запазва механичната енергия на тялото. В много случаи сблъсъкът на атомите, молекулите и елементарните частици се подчиняват на законите на абсолютно еластичната стачка. С абсолютно еластична стачка, заедно със закона за запазване на импулса, се извършва законът за опазване на механичната енергия. Един прост пример за абсолютно еластичен сблъсък може да бъде централен удар на две билярни топки, единият от които е в покой преди сблъсък.

Централни удари Топките се наричат \u200b\u200bсблъсък, в който скоростта на топките преди и след стачката е насочена по линията на центровете. По този начин, използвайки законите за опазване на механичната енергия и импулс, е възможно да се определи скоростта на топките след сблъсъка, ако скоростта им е известна преди сблъсъка. Централният удар много рядко се изпълнява на практика, особено когато става въпрос за сблъсъци на атоми или молекули. С некзантрална еластична, въздействието на скоростта на частиците (топки) преди и след сблъсъка не е насочена към един директен.

Частният случай на не-централен еластична стачка може да бъде сблъсък на две билярни топки от една и съща маса, един от които е бил неподвижен преди сблъсък, а втората скорост е насочена не чрез центровете на топките. В този случай скорост векторите на топките след еластичен сблъсък винаги са насочени перпендикулярни един на друг.

Закони за опазване. Сложни задачи

Някои тел

В някои задачи законът за запазване на енергията на кабела, с който някои обекти се движат, може да има маса (т.е. да не бъда безтегловност, както бихте могли да свикнете). В този случай работата по движението на такива кабели (а именно техните центрове на гравитацията) също трябва да бъде разгледана.

Ако двата тела, свързани с безтегловни пръти, завъртат във вертикалната равнина, след това:

изберете нулево ниво за изчисляване на потенциалната енергия, например, на нивото на оста на въртене или на нивото на най-ниската точка на намиране на една от стоките и непременно начертайте чертежа;
законът за опазване на механичната енергия се записва, в който сумата на кинетичната и потенциалната енергия на двете органи в първоначалната ситуация се записва в лявата страна и сумата на кинетичната и потенциалната енергия на двете органи в крайната ситуация в крайната ситуация се записва в дясната част;
счита, че ъгловите скорости на телата са еднакви, тогава линейните скорости на телата са пропорционални на радиуса на въртене;
ако е необходимо, напишете втория закон на Нютон за всеки от телата поотделно.

Правило на снаряд

В случай на почивката на снаряда, се различава енергията на взривните вещества. За да се намери тази енергия, е необходимо от количеството механични енергии на фрагменти след експлозията да се вземе механичната енергия на снаряда към експлозията. Ние също така ще използваме закона за запазване на записания импулс под формата на косинус теорема (вектор метод) или под формата на прогнози върху избраните оси.

Сблъсъци с тежка плоча

Нека има тежка плоча, която се движи със скорост в.Преместване на леки крушка маса м. със скорост улавяне н. Тъй като топката импулс е много по-малка от пулса на дъската, след това след удара на скоростта, плочата няма да се промени и ще продължи да се движи със същата скорост и в същата посока. В резултат на еластично въздействие, топката ще отлети от печката. Важно е да разберете това не променя скоростта на топката спрямо печката. В този случай, за крайната скорост на топката, ще получим:

Така скоростта на топката след удара се увеличава върху двойната скорост на стената. Подобно разсъждение за случая, когато топката и печката и печката са преместени в една посока, води до резултата, според който скоростта на топката намалява върху двойната скорост на стената:

Във физиката и математиката, наред с други неща, е необходимо да се изпълнят трите най-важни условия:

Разгледайте всички теми и изпълнете всички тестове и задачи, дадени в учебните материали на този сайт. За това ви трябва нещо, а именно, за да посветлите подготовката за КТ във физиката и математиката, изучаването на теорията и решаването на проблеми от три или четири часа всеки ден. Факт е, че КТ е изпит, когато има малко просто да се знае физиката или математиката, трябва да можете бързо и без неуспехи да решите голям брой задачи, използвайки различни теми и различна сложност. Можете да научите само как да решите хиляди задачи.
Да научат всички формули и закони във физиката и формулите и методите в математиката. Всъщност, също така е много просто да се извърши това, необходимите формули във физиката са само около 200 броя, но по математика дори малко по-малко. Във всяка от тези позиции има около дузина стандартни методи за решаване на проблемите на основното ниво на сложност, което също може да се научи и по този начин напълно на машината и без затруднения да се решат в подходящия момент по-голямата част от централните TS . След това просто ще помислите за най-трудните задачи.
Посетете всичките три етапа на репетиция тестване във физиката и математиката. Всеки RT може да бъде посетен два пъти, за да се счупят и двете опции. Отново, на КТ, в допълнение към способността за бързо и ефективно решаване на проблеми и познаване на формули и методи, също така е необходимо да може правилно да планира времето, да разпространи силите и най-важното е да се попълни правилно Формулярът за отговор, без да обърка броя на отговорите и задачите, няма фамилия. Също така по време на Република Татарстан е важно да се свикне с въпроса за формулирането на въпроси в задачите, които на КТ могат да изглеждат много необичайно.

Успешното, усърдно и отговорно прилагане на тези три точки ще ви позволят да покажете голям резултат на КТ, максималната за това, на което сте способни.

Намериха грешка?

Ако смятате, че сте намерили грешка в учебни материали, моля пишете за него по пощата. Можете също да пишете за грешката в социалната мрежа (). В писмото посочете темата (физика или математика), името или номера на темата или теста, номера на задача или място в текста (страницата), където смятате, че има грешка. Също така опишете каква е очакваната грешка. Вашето писмо няма да остане незабелязано, грешката или ще бъде фиксирана, или ще обясните защо това не е грешка.