10. Третій закон Ньютона.

Формулювання: Сили, що виникають при взаємодії двох тіл, є рівними за модулем і протилежними за напрямом.

М атематично це записується так

,

де - сила, що діє на перше тіло з боку другого тіла, а - навпаки, сила, що діє з боку першого тіла на друге тіло.

Суперечливого формулювання «на всяку дію є рівна протидія» слід уникати.

Закон у сформульованій формі є справедливим для усіх фізичних сил, хоча існують деякі особливості формулювання цього закону в застосуванні до сил електромагнітного поля.

11. Робота та потенціальна енергія. Зв'язок сили з потенціальною енергією мт. Розрахунок роботи.

Потенціальна енергія — частина енергії фізичної системи, що виникає завдяки взаємодії між тілами, які складають систему, та із зовнішніми щодо цієї системи тілами, й зумовлена розташуванням тіл у просторі. Разом із кінетичною енергією, яка враховує не тільки положення тіл у просторі, а й рух, потенціальна енергія складає механічну енергію фізичної сиcтеми.

Потенціальна енергія матеріальної точки визначається як робота з її переміщення із точки простору, для якої визначається потенціальна енергія у якусь задану точку, потенціальна енергія якої приймається за нуль. Потенціальна енергія визначається лише для поля консервативних сил.

Потенціальна енергія здебільшого позначається літерами U або V.

Залежність потенціальної енергії матеріальної точки від просторових координат утворює скалярне поле .

Сила, яка діє на частку в полі , визначається, як

Повна енергія матеріальної точки є сумою потенціальної та кінетичної енергій. Для фізичної системи, що сладається з багатьох тіл повна енергія є сумою потенціальних та кінетичних енергій її складових, однак при цьому жодна взаємодія не повинна враховуватися двічі:

,

де K_i - кінетична енергія i-того тіла системи, V_ij - потенціальна енергія j-го тіла завдяки взаємодії з i-тим.

Фізичні сили, для яких можна впровадити потенціальну енергію називаються потенціальними силами.

Робота зазвичай позначається латинською літерою A (від нім. Arbeit), в англомовній літературі - W (від англ. Work), й має розмірність енергії. У системі СІ робота вимірюється в Джоулях, у системі СГС - у ергах.

При малому переміщенні фізичного тіла під дією сили говорять, що над тілом здійснюється робота

. Згідно з цією формулою роботу здійснює тільки складова сили, яка паралельна переміщенню. Сила, яка перпендикулярна переміщеню, роботи не здійснює. У випадку, коли тіло рухається по криволінійному контуру C, для знаходження роботи потрібно проінтегрувати наведений вище вираз вздовж контура:

Якщо сила потенціальна, то робота залежить лише від різниці значень потенціалу в початоковій і кінцевій точках і не залежить від траєкторії, по якій тіло рухалося між цими двома точками.У термодинаміці при зміні об'єму тіла на величину dV під дією тиску P над тілом виконується робота .

12. Закон збереження енергії.

Всі процеси, які відбуваються в природі підкоряються закону збереження і перетворення енергії.

Енергія у замкнутій системі і у всіх явищах природи ніколи не зникає і не створюється з нічого, вона лише перетворюється з одного виду в інший або передається від одного тіла до іншого не змінюючись кількісно.

Вічний двигун першого роду неможливий.

Зміна енергії тіла відбувається тільки при виконанні механічної роботи або при теплообміні. Закон збереження енергії є першим всезагальним законом природи і лежить в основі термодинаміки, де його називають першим началом термодинаміки.

П ідведення до системи кількість теплоти Q частково іде на збільшення внутрішньої енергії системи і частково на виконання цією системою роботи .