18. Кинетическая энергия. Закон изменения кинетической энергии.

Е сли на тело действует сила F, то это приводит к тому, что изменяется его кинетическая энергия.

Если тело под действием некоторой силы перемещается из одной точки в другую, то оно совершает работу.

Кинетическая энергия – величина, являющаяся мерой энергии тела, которой оно обладает в следствии его движения со скоростью v.

Если рассматривать МТ, то её кинетическая энергия записывается, как:

Если рассматривать систему МТ, то получаем:

Если рассматривать абсолютно твёрдое тело, то кинетическая энергия:

• при поступательном движении равна:

• при вращательном движении равна:

Закон изменения кинетической энергии:

Выражение верно и для абсолютно твёрдого тела, только работа подразумевает сумму работ всех внешних сил, действующих на тело (на каждую из МТ).

19. Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия. Понятие о потенциальном поле. Потенциальная яма.

Все силы можно разделить на: консервативные и неконсервативные.

К

2

1

онсервативные силы - силы, работа которых не зависит от пройденного пути и формы траектории, а определяется только начальным и конечным положением системы (тела или МТ).

Если работа сил по замкнутому контуру = 0, то силы – консервативны.

Неконсервативные силы – все другие силы, которые не удовлетворяют условию и работа которых зависит от пройденного пути.

Диссипативные силы рассеивают энергию тел (сила трения, сила сопротивления). При наличии сил трения и сопротивления энергия механической системы уменьшается, переходя во внутреннюю энергию тел, что приводит к их нагреванию. Такой процесс называют диссипацией энергии, а силы называют диссипативными. Сила называется диссипативной, если работа, совершаемая этой силой, зависит от траектории движения тела.

Гироскопические силы (сила Лоренца). Эти силы зависят от скорости движения материальной точки и действуют перпендикулярно к этой скорости. Работа таких сил всегда равна нулю, однако от консервативных сил они отличаются тем, что определяются не только положением точки, но и ее скоростью.

Если на тело или систему тел действуют только консервативные силы, то оказывается возможным ввести понятие потенциальной энергии. Если мы можем приписать каждой точке пространства в любой момент времени функцию U, причём эта функция будет связана с действующими в системе консервативными силами, то эту функцию называют потенциальной функцией.

U(x,y,x,t) – потенциальная функция.

Любая сила в такой системе может быть описана как:

Если эта потенциальная функция не зависит от времени, то поле действующих сил называют стационарным.

Потенциальная энергия – энергия, которая зависит от взаимного расположения тел и является энергией взаимодействия.

Введённая потенциальная энергия определяется с точностью до постоянной величины U=U0+C, при этом можно положить потенциальную энергию U0 = 0, тогда потенциальная энергия будет постоянной. Эта процедура называется нормировкой.

Потенциальное поле - стационарное силовое поле, в котором работа силы поля на пути между двумя любыми точками не зависит от формы пути, а зависит только от положения этих точек.

Эквипотенциальная поверхность − поверхность, во всех точках которой потенциальная энергия U имеет одно и то же значение. Каждому значению U соответствует своя эквипотенциальная поверхность.

Потенциальный барьер – область пространства, где потенциальная энергия частицы (или тела) выше, чем в соседних областях.

Потенциальная яма – ограниченная область пространства с пониженной потенциальной энергией частицы. Потенциальная яма обычно отвечает короткодействующим силам притяжения. В области действия этих сил потенциал отрицателен, вне – нулевой.