ЭНЕРГИЯ ТЕЛА

1.Кинематика;

·         Кинематика точки;

·         Вектора;

·        Ускорение

·        Свободное падение;

·         Движение по окружности;

·         Относительность движения;

·         Обобщающие задачи по кинематики

2.Динамики:

·              Законы Ньютона;

·              Силы в механике;

·              Неинерциальные системы отсчета;

·              Обобщающие задачи по динамики;

3.Импульс, работа и энергия:

·              Закон сохранения импульса;

·              Работа и мощность силы;

·              Кинетическая и потенциальная энергия тела.

·              Закон сохранения энергии;

·              Обобщающие задачи по законам сохранения;

4.Статика

·                  Виды движения абсолютно твёрдого тела

·                  Статика;

·                  Гидростатика;

·                  Механика деформируемых тел

·                  Обобщающие задачи по статике.

Кинетическая энергия.

Рассмотрим тело, которое мы толкнем с силой F1, и оно начнет двигаться в одной плоскости с некоторым ускорением а. На это тело также начинает действовать сила F2, направленная против силы F1. В итоге тело приобретает энергию (F1 – F2)s, или результирующая сила * s или F*s.

Результирующая сила идет полностью на ускорение тела, заставляя его двигаться быстрее.

F*s = (Ma) s = M (as)

и as = 1/2 v^2 – 1/2 v0^2

Или

F*s = 1/2Mv^2 – 1/2Mv0^2

A = Δ(1/2Mv^2)    (4)

Однако мы выяснили, что А – переход энергии из одной формы в другую. Таким образом мы получили выражение для энергии. Данный вид энергии называется кинетической энергией тела. Из формулы (4) видно, что изменение кинитической энергии равно совершенной телом работе по изменению этой энергии.

Потенциальная энергия.

При определении работы мы рассматривали пример подъема тела на некоторую высоту H. При этом мы совершили какую – то работу, которая равна:

A = F*Δr = mg | Δr | cosα = - mgΔy

или

A = - (mgh2 – mgh1)

Этот вид энергии получил название потенциальной энергии.

Физический смысл потенциальной энергии.

1)     Потенциальная энергия – энергия взаимодействия тел, т.е само понятие потенциальной энергии относится к двум телам.

2)     Потенциальная энергия является характеристикой взаимодействия двух тел наряду с силой.

3)     Изменение потенциальной энергии двух тел равно работе, взятой со знаком минус.

Нулевой уровень энергии.

Во всех задачах мы сталкиваемся с изменением энергии. Но чаще нам бывает выгодно задать какой-либо нулевой уровень энергии, т.е. тот уровень на котором энергия равна 0, и соответственно от которого можно вести отсчет. Если для кинетической энергии нулевым уровнем является то состояние, когда скорость данной точки равна нулю, то как же быть с потенциальной энергией.

Так как работа определяет лишь изменение потенциальной энергии, то можно произвольно выбрать состояние системы, при котором потенциальная энергия этой системы равна нулю, так как само значение потенциальной энергии, по сути, нигде не используется, а главное значение прежде всего имеет значение изменения потенциальной энергии.

Стоит также отметить, что понятие потенциальной энергии имеет значение лишь для консервативных систем, то есть заисят только от расстояния между телами. Но потенциальная энергия не зависит от координат точек непосредственно, так как расстояние между телами является разностью координат. Отсюда можно сделать важный вывод, о том, что потенциальная энергия не зависит от систем отсчета, а зависит лишь от выбора нулевого уровня потенциальной энергии.