|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Импульс. Работа. Энергия. Законы сохранения
1. Импульсом pтела называется векторная величина, равная произведению его массы m на скорость v: . 2. Закон сохранения импульса: если система замкнута, т.е. на нее не действуют внешние тела или их воздействие уравновешено, то суммарный импульс тел, составляющих систему есть величина постоянная. Применительно к взаимодействию двух тел массами m 1 и m 2 уравнение этого закона имеет вид , где v1 и v2 – скорости тел до взаимодействия; u1 и u2 – скорости после взаимодействия. Т.к. закон записан для векторных величин, то при расчетах следует учитывать направления скорости. 3. Работа А силы F при движении тела вдоль оси ОХ из точки с координатой х1 в точку с координатой х2 , где Fх – проекция силы на ось ОХ. Если сила при движении тела остается постоянной, то работа , где S – пройденный телом путь, α – угол между силой и направлением перемещения. 4. Мощность, развиваемая телом , где v – скорость тела. 5. Энергия - величина, характеризующая способность тела совершать работу. Различают два вида механической энергии: кинетическую WК и потенциальную WП. − кинетическая энергия (энергия движения) материальной точки массой m, имеющей скорость v, равна ; − потенциальная энергия тела, находящегося в поле силы тяжести, на высоте h над выбранным уровнем отсчета ; − потенциальная энергия тела, находящегося в поле силы упругости пружины жесткостью k при деформации D l . 6. Полная механическая энергия системы . 7. Закон сохранения энергии − если на систему тел действуют неконсервативные силы трения Fтр или сопротивления Fсопр, то , где где Aнеконс – работа неконсервативных сил. − если на систему не действуют силы трения и сопротивления, то ее полная механическая энергия сохраняется: .
8. При взаимодействии тел в системе возможны: − абсолютно упругое столкновение, при котором выполняются законы сохранения импульса и кинетической энергии (потенциальная энергия не меняется) , ; − абсолютно неупругое столкновение, при котором после взаимодействия тела сцепляются и двигаются вместе с одинаковой скоростью u, а часть полной механической энергии переходит в тепло Q . . Пример 1. Тело свободно падает с высоты 40 м над Землей. Какую скорость будет иметь тело в тот момент, когда его кинетическая энергия будет равна потенциальной? Силой сопротивления воздуха пренебречь. Решение: Раз тело свободно падает, то на высоте м скорость тела равна нулю, и тело обладает только потенциальной энергией . В некотором промежуточном положении на высоте тело обладает потенциальной и кинетической энергией . Так как силой сопротивления в данной задаче пренебрегаем, то на тело действуют только консервативные силы и по закону сохранения энергии или . По условию или , тогда . После сокращения массы тела и преобразований получаем м/с.
Пример 2. Человек массой 60 кг, стоящий на льду бросает груз массой 3 кг, придав ему скорость 10 м/с. После броска человек начинает двигаться и проезжает 5 м. Определить коэффициент трения человека о лед. Решение: Запишем закон сохранения импульса для системы человек-груз в момент броска. До броска импульсы человека и груза равны нулю, т.к. они покоятся. После броска груз летит в одну сторону со скоростью v1, а человек начинает двигаться в другую сторону со скоростью v2. , где m1 – масса груза, m2 – масса человека. Тогда скорость человека после броска м/с. Кинетическая энергия, полученная человеком после броска, . Проехав 5 м, человек останавливается, т.е. вся его энергия идет на работу против силы трения. Тогда по закону сохранения энергии , т.е. Н. Известно, что сила трения , где μ – коэффициент трения, N – сила реакции опоры. Т.к. человек движется по горизонтальной поверхности, то по второму закону Ньютона в проекциях на вертикальную ось ОY . Тогда коэффициент трения . Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.) |