თეორემა სისტემის კინეტიკური ენერგიის შესახებ. ღია ბიბლიოთეკა - საგანმანათლებლო ინფორმაციის ღია ბიბლიოთეკა. კინეტიკური ენერგიის ფიზიკური მნიშვნელობა

ნახვა:ეს სტატია წაკითხულია 48362 ჯერ

Pdf აირჩიეთ ენა... რუსული უკრაინული ინგლისური

მოკლე მიმოხილვა

მთელი მასალა გადმოწერილია ზემოთ, ენის შერჩევის შემდეგ

მატერიალური წერტილის ან წერტილთა სისტემის მექანიკური მოძრაობის გარდაქმნის ორი შემთხვევა:

1. მექანიკური მოძრაობა გადადის ერთი მექანიკური სისტემიდან მეორეზე, როგორც მექანიკური მოძრაობა;
2. მექანიკური მოძრაობა იქცევა მატერიის მოძრაობის სხვა ფორმად (პოტენციური ენერგიის, სითბოს, ელექტროენერგიის და ა.შ. სახით).

როდესაც განიხილება მექანიკური მოძრაობის გარდაქმნა მისი გადასვლის გარეშე მოძრაობის სხვა ფორმაზე, მექანიკური მოძრაობის საზომი არის მატერიალური წერტილის ან მექანიკური სისტემის იმპულსის ვექტორი. ძალის საზომი ამ შემთხვევაში არის ძალის იმპულსის ვექტორი.

როდესაც მექანიკური მოძრაობა მატერიის მოძრაობის სხვა ფორმად იქცევა, მატერიალური წერტილის ან მექანიკური სისტემის კინეტიკური ენერგია მოქმედებს მექანიკური მოძრაობის საზომად. ძალის მოქმედების საზომი მექანიკური მოძრაობის სხვა ფორმად გადაქცევისას არის ძალის მუშაობა

Კინეტიკური ენერგია

კინეტიკური ენერგია არის სხეულის უნარი გადალახოს დაბრკოლება მოძრაობისას.

მატერიალური წერტილის კინეტიკური ენერგია

მატერიალური წერტილის კინეტიკური ენერგია არის სკალარული სიდიდე, რომელიც უდრის წერტილის მასისა და მისი სიჩქარის კვადრატის ნამრავლის ნახევარს.

Კინეტიკური ენერგია:

• ახასიათებს როგორც მთარგმნელობით, ისე ბრუნვით მოძრაობებს;
• არ არის დამოკიდებული სისტემის წერტილების მოძრაობის მიმართულებაზე და არ ახასიათებს ამ მიმართულებების ცვლილებებს;
• ახასიათებს როგორც შინაგანი, ისე გარეგანი ძალების მოქმედებას.

მექანიკური სისტემის კინეტიკური ენერგია

სისტემის კინეტიკური ენერგია უდრის სისტემის სხეულების კინეტიკური ენერგიების ჯამს. კინეტიკური ენერგია დამოკიდებულია სისტემის სხეულების მოძრაობის ტიპზე.

მყარი სხეულის კინეტიკური ენერგიის განსაზღვრა სხვადასხვა ტიპის მოძრაობისთვის.

მთარგმნელობითი მოძრაობის კინეტიკური ენერგია
მთარგმნელობითი მოძრაობის დროს სხეულის კინეტიკური ენერგია ტოლია თ=მ V 2/2.

სხეულის ინერციის საზომი მთარგმნელობითი მოძრაობის დროს არის მასა.

სხეულის ბრუნვის მოძრაობის კინეტიკური ენერგია

სხეულის ბრუნვის დროს კინეტიკური ენერგია უდრის სხეულის ინერციის მომენტის ნამრავლის ნახევარს ბრუნვის ღერძთან და მისი კუთხური სიჩქარის კვადრატთან მიმართებაში.

ბრუნვითი მოძრაობის დროს სხეულის ინერციის საზომია ინერციის მომენტი.

სხეულის კინეტიკური ენერგია არ არის დამოკიდებული სხეულის ბრუნვის მიმართულებაზე.

სხეულის სიბრტყე-პარალელური მოძრაობის კინეტიკური ენერგია

სხეულის სიბრტყე-პარალელური მოძრაობით კინეტიკური ენერგია უდრის

ძალის მუშაობა

ძალის მოქმედება ახასიათებს სხეულზე ძალის მოქმედებას გარკვეული მოძრაობის დროს და განსაზღვრავს მოძრავი წერტილის სიჩქარის მოდულის ცვლილებას.

ძალის ელემენტარული მუშაობა

ძალის ელემენტარული მუშაობა განისაზღვრება, როგორც სკალარული სიდიდე, რომელიც ტოლია ტრაექტორიაზე ტანგენსზე ძალის პროექციის ნამრავლის, მიმართული წერტილის მოძრაობის მიმართულებით და წერტილის უსასრულოდ მცირე გადაადგილებაზე მიმართული. ტანგენსი.

ძალის გამოყენებით შესრულებული სამუშაო საბოლოო გადაადგილებაზე

საბოლოო გადაადგილებაზე ძალის მიერ შესრულებული სამუშაო უდრის ელემენტარულ მონაკვეთებზე მისი მუშაობის ჯამს.

ძალის მუშაობა საბოლოო გადაადგილებაზე M 1 M 0 უდრის ამ გადაადგილების გასწვრივ ელემენტარული სამუშაოს ინტეგრალს.

ძალის მოქმედება გადაადგილებაზე M 1 M 2 გამოსახულია ფიგურის ფართობით, რომელიც შემოიფარგლება აბსცისის ღერძით, მრუდით და M 1 და M 0 წერტილების შესაბამისი ორდინატებით.

SI სისტემაში ძალისა და კინეტიკური ენერგიის მუშაობის საზომი ერთეულია 1 (J).

თეორემები ძალის მუშაობის შესახებ

თეორემა 1. გარკვეული გადაადგილების შედეგად მიღებული ძალის მიერ შესრულებული სამუშაო ტოლია იმავე გადაადგილებაზე შემადგენელი ძალების მიერ შესრულებული სამუშაოს ალგებრული ჯამის.

თეორემა 2.მიღებულ გადაადგილებაზე მუდმივი ძალის მიერ შესრულებული სამუშაო უდრის ამ ძალის მიერ შემადგენელ გადაადგილებაზე შესრულებული სამუშაოს ალგებრულ ჯამს.

Ძალა

სიმძლავრე არის სიდიდე, რომელიც განსაზღვრავს ძალის მიერ შესრულებულ სამუშაოს დროის ერთეულზე.

სიმძლავრის საზომი ერთეულია 1W = 1 J/s.

ძალების მუშაობის განსაზღვრის შემთხვევები

შინაგანი ძალების მუშაობა

ნებისმიერი მოძრაობისას ხისტი სხეულის შინაგანი ძალების მიერ შესრულებული სამუშაოს ჯამი ნულია.

სიმძიმის სამუშაო

ელასტიური ძალის მუშაობა

ხახუნის ძალის მუშაობა

მბრუნავ სხეულზე მიმართული ძალების მუშაობა

ფიქსირებული ღერძის ირგვლივ მბრუნავ ხისტ სხეულზე გამოყენებული ძალების ელემენტარული მუშაობა უდრის გარე ძალების ძირითადი მომენტის ნამრავლს ბრუნვის ღერძთან და ბრუნვის კუთხის ნამატის მიმართ.

მოძრავი წინააღმდეგობა

სტაციონარული ცილინდრისა და სიბრტყის საკონტაქტო ზონაში ხდება კონტაქტის შეკუმშვის ლოკალური დეფორმაცია, ძაბვა ნაწილდება ელიფსური კანონის მიხედვით და ამ დაძაბულობის შედეგი N-ის მოქმედების ხაზი ემთხვევა დატვირთვის მოქმედების ხაზს. ძალა ცილინდრზე Q. როდესაც ცილინდრი ბრუნავს, დატვირთვის განაწილება ხდება ასიმეტრიული, მაქსიმალური გადაადგილებით მოძრაობისკენ. შედეგად მიღებული N გადაადგილდება k ოდენობით - მოძრავი ხახუნის ძალის მკლავი, რომელსაც ასევე უწოდებენ მოძრავი ხახუნის კოეფიციენტს და აქვს სიგრძის განზომილება (სმ)

თეორემა მატერიალური წერტილის კინეტიკური ენერგიის ცვლილების შესახებ

გარკვეული გადაადგილებისას მატერიალური წერტილის კინეტიკური ენერგიის ცვლილება უდრის იმავე გადაადგილების წერტილზე მოქმედი ყველა ძალის ალგებრულ ჯამს.

თეორემა მექანიკური სისტემის კინეტიკური ენერგიის ცვლილების შესახებ

გარკვეული გადაადგილებისას მექანიკური სისტემის კინეტიკური ენერგიის ცვლილება უდრის იმავე გადაადგილებისას სისტემის მატერიალურ წერტილებზე მოქმედი შიდა და გარე ძალების ალგებრულ ჯამს.

თეორემა მყარი სხეულის კინეტიკური ენერგიის ცვლილების შესახებ

ხისტი სხეულის (უცვლელი სისტემის) კინეტიკური ენერგიის ცვლილება გარკვეული გადაადგილებისას უდრის იმავე გადაადგილების სისტემის წერტილებზე მოქმედი გარე ძალების ჯამს.

ეფექტურობა

მექანიზმებში მოქმედი ძალები

ძალები და ძალების წყვილი (მომენტები), რომლებიც გამოიყენება მექანიზმზე ან მანქანაზე, შეიძლება დაიყოს ჯგუფებად:

1. მამოძრავებელი ძალები და მომენტები, რომლებიც ასრულებენ დადებით სამუშაოს (მიმართულია მამოძრავებელ ბმულებზე, მაგალითად, გაზის წნევა დგუშზე შიდა წვის ძრავში).

2. წინააღმდეგობის ძალები და მომენტები, რომლებიც ასრულებენ უარყოფით სამუშაოს:

• სასარგებლო წინააღმდეგობა (ისინი ასრულებენ მანქანიდან მოთხოვნილ სამუშაოს და მიმართავენ ამოძრავებულ ბმულებს, მაგალითად, მანქანით აწეული დატვირთვის წინააღმდეგობას),
• წინააღმდეგობის ძალები (მაგალითად, ხახუნის ძალები, ჰაერის წინააღმდეგობა და ა.შ.).

3. ზამბარების მიზიდულობის ძალები და დრეკადობის ძალები (როგორც დადებითი, ასევე უარყოფითი მუშაობა, ხოლო სამუშაო სრული ციკლისთვის არის ნული).

4. სხეულზე ან დგომაზე გარედან მიმართული ძალები და მომენტები (ძირის რეაქცია და ა.შ.), რომლებიც არ მოქმედებს.

5. კინემატიკურ წყვილებში მოქმედ კავშირებს შორის ურთიერთქმედების ძალები.

6. რგოლების ინერციულ ძალებს, რომლებიც გამოწვეულია კავშირების მასით და აჩქარებით მოძრაობით, შეუძლიათ შეასრულონ დადებითი, უარყოფითი სამუშაო და არ შეასრულონ სამუშაო.

ძალების მუშაობა მექანიზმებში

როდესაც მანქანა მუშაობს მდგრად მდგომარეობაში, მისი კინეტიკური ენერგია არ იცვლება და მასზე გამოყენებული მამოძრავებელი ძალებისა და წინააღმდეგობის ძალების მუშაობის ჯამი ნულის ტოლია.

მანქანის მოძრაობაში დაყენებაზე დახარჯული სამუშაო იხარჯება სასარგებლო და მავნე წინააღმდეგობების გადალახვაზე.

მექანიზმის ეფექტურობა

სტაბილური მოძრაობის დროს მექანიკური ეფექტურობა უდრის დანადგარის სასარგებლო სამუშაოს თანაფარდობას მანქანის მოძრაობაში დაყენებაზე დახარჯულ სამუშაოსთან:

მანქანის ელემენტები შეიძლება იყოს დაკავშირებული სერიულად, პარალელურად და შერეული.

ეფექტურობა სერიულ კავშირში

როდესაც მექანიზმები სერიულად არის დაკავშირებული, საერთო ეფექტურობა ნაკლებია, ვიდრე ინდივიდუალური მექანიზმის ყველაზე დაბალი ეფექტურობა.

ეფექტურობა პარალელურ კავშირში

მექანიზმების პარალელურად დაკავშირებისას, საერთო ეფექტურობა უფრო მაღალია, ვიდრე ყველაზე დაბალი და ნაკლები, ვიდრე უმაღლესი ეფექტურობა ინდივიდუალური მექანიზმის.

ფორმატი: pdf

ენა: რუსული, უკრაინული

აურზაური მექანიზმის გაანგარიშების მაგალითი
სტიმულატორის გაანგარიშების მაგალითი. განხორციელდა მასალის არჩევა, დასაშვები ძაბვის გამოთვლა, შეხებისა და მოღუნვის სიძლიერის გამოთვლა.

სხივის მოღუნვის პრობლემის გადაჭრის მაგალითი
მაგალითში აშენდა განივი ძალებისა და მოღუნვის მომენტების დიაგრამები, აღმოჩნდა საშიში მონაკვეთი და შეირჩა I-სხივი. პრობლემამ გააანალიზა დიაგრამების აგება დიფერენციალური დამოკიდებულებების გამოყენებით და ჩაატარა სხივის სხვადასხვა ჯვრის მონაკვეთების შედარებითი ანალიზი.

ლილვის ბრუნვის პრობლემის გადაჭრის მაგალითი
ამოცანაა შეამოწმოთ ფოლადის ლილვის სიმტკიცე მოცემულ დიამეტრზე, მასალასა და დასაშვებ სტრესზე. ამოხსნის დროს აგებულია ბრუნვის, ათვლის ძაბვისა და გადახვევის კუთხეების დიაგრამები. ლილვის საკუთარი წონა არ არის გათვალისწინებული

ღეროს დაძაბულობა-შეკუმშვის პრობლემის გადაჭრის მაგალითი
ამოცანაა შეამოწმოთ ფოლადის ზოლის სიმტკიცე მითითებულ დასაშვებ სტრესებზე. ამოხსნის დროს აგებულია გრძივი ძალების, ნორმალური ძაბვისა და გადაადგილების დიაგრამები. ჯოხის საკუთარი წონა არ არის გათვალისწინებული

კინეტიკური ენერგიის შენარჩუნების თეორემის გამოყენება
პრობლემის გადაჭრის მაგალითი მექანიკური სისტემის კინეტიკური ენერგიის კონსერვაციის თეორემის გამოყენებით

მატერიალური წერტილის კინეტიკური ენერგია გამოიხატება ამ წერტილის მასისა და მისი სიჩქარის კვადრატის ნამრავლით.

მატერიალური წერტილის კინეტიკური ენერგიის თეორემა შეიძლება გამოიხატოს სამი ფორმით:

ანუ მატერიალური წერტილის კინეტიკური ენერგიის დიფერენციალი უდრის ამ წერტილზე მოქმედი ძალის ელემენტარულ მუშაობას;

ანუ, მატერიალური წერტილის კინეტიკური ენერგიის დროითი წარმოებული უდრის ამ წერტილზე მოქმედი ძალის ძალას:

ანუ სასრულ გზაზე მატერიალური წერტილის კინეტიკური ენერგიის ცვლილება უდრის იმავე გზაზე მყოფ წერტილზე მოქმედი ძალის მუშაობას.

ცხრილი 17. დავალებების კლასიფიკაცია

თუ რამდენიმე ძალა მოქმედებს წერტილზე, მაშინ განტოლებების მარჯვენა მხარე მოიცავს ამ ძალების შედეგის მუშაობას ან ძალას, რაც უდრის ყველა კომპონენტის ძალების სამუშაოს ან ძალების ჯამს.

წერტილის მართკუთხა მოძრაობის შემთხვევაში, რომელიც მიმართავს ღერძს იმ სწორი ხაზის გასწვრივ, რომლის გასწვრივაც მოძრაობს წერტილი, გვაქვს:

სადაც , ვინაიდან ამ შემთხვევაში წერტილის მიმართ გამოყენებული ყველა ძალის შედეგი მიმართულია x ღერძის გასწვრივ.

მატერიალური წერტილის არათავისუფალი მოძრაობის შემთხვევაში კინეტიკური ენერგიის შესახებ თეორემის გამოყენებისას უნდა გვახსოვდეს შემდეგი: თუ წერტილის დაწესებულია სრულყოფილი სტაციონარული შეზღუდვა (წერტილი მოძრაობს აბსოლუტურად გლუვი სტაციონარული ზედაპირის ან ხაზის გასწვრივ. ), მაშინ დაწყვილების რეაქცია არ შედის განტოლებებში, რადგან ეს რეაქცია მიმართულია წერტილის ტრაექტორიის ნორმალური გასწვრივ და, შესაბამისად, მისი მუშაობა ნულის ტოლია. თუ ხახუნის გათვალისწინება მოგვიწევს, მაშინ ხახუნის ძალის მუშაობა ან ძალა შევა კინეტიკური ენერგიის განტოლებაში.

ამ პუნქტთან დაკავშირებული ამოცანები შეიძლება დაიყოს ორ ძირითად ტიპად.

I. ამოცანები წერტილის სწორხაზოვანი მოძრაობისთვის კინეტიკური ენერგიის შესახებ თეორემის გამოყენების შესახებ.

II. კინეტიკური ენერგიის თეორემის გამოყენების ამოცანები წერტილის მრუდი მოძრაობაში.

გარდა ამისა, I ტიპის დავალებები შეიძლება დაიყოს სამ ჯგუფად:

1) წერტილზე მოქმედი ძალა (ან რამდენიმე ძალის შედეგი) მუდმივია, ანუ სადაც X არის ძალის (ან შედეგის) პროექცია წერტილის სწორხაზოვანი ტრაექტორიის გასწვრივ მიმართულ ღერძზე;

2) წერტილზე (ან შედეგზე) მოქმედი ძალა არის მანძილის (ამ წერტილის აბსცისა) ფუნქცია, ე.ი.

3) წერტილზე (ან შედეგზე) მოქმედი ძალა არის ამ წერტილის სიჩქარის ფუნქცია, ე.ი.

II ტიპის ამოცანები შეიძლება დაიყოს სამ ჯგუფად:

1) წერტილზე (ან შედეგად) მოქმედი ძალა მუდმივია როგორც სიდიდით, ასევე მიმართულებით (მაგალითად, წონის ძალა);

2) წერტილზე (ან შედეგად) მოქმედი ძალა არის ამ წერტილის პოზიციის ფუნქცია (წერტილის კოორდინატების ფუნქცია);

3) წერტილის მოძრაობა წინააღმდეგობის ძალების არსებობისას.

კინეტიკური ენერგიის თეორემა ჩამოყალიბებულია შემდეგნაირად. სხეულზე გამოყენებული ყველა ძალის (კონსერვატიული და არაკონსერვატიული) მუშაობის ჯამი უდრის მისი კინეტიკური ენერგიის ზრდას. ამ თეორემის გამოყენებით შეგვიძლია განვაზოგადოთ მექანიკური ენერგიის შენარჩუნების კანონიიმ შემთხვევაში, თუ ღია (არაიზოლირებული) სისტემა: ზრდა მთლიანი მექანიკური ენერგიასისტემა თანაბარია მუშაობაგარე ძალები სისტემაზე.

ტრაექტორია

ტრაექტორია არის წარმოსახვითი ხაზი, რომელსაც სხეული აღწერს მოძრაობისას. მოძრაობის ტრაექტორიის ფორმის მიხედვით გამოირჩევა მრუდი და სწორხაზოვანი. მრუდი მოძრაობის მაგალითები: ჰორიზონტის მიმართ კუთხით გადაგდებული სხეულის მოძრაობა (ტრაექტორია - პარაბოლა), მატერიალური წერტილის მოძრაობა წრეში.

ხახუნი

ის წარმოიქმნება ორ სხეულს შორის მათი ზედაპირების შეხების სიბრტყეში და თან ახლავს ენერგიის გაფანტვა (გაფანტვა). მექანიკური ენერგიასისტემის, რომელშიც არის ხახუნი, შეიძლება მხოლოდ შემცირდეს. მეცნიერებას, რომელიც სწავლობს ხახუნს, ეწოდება ტრიბოლოგია. ექსპერიმენტულად დადგინდა, რომ მაქსიმალური სტატიკური ხახუნის ძალა და მოცურების ხახუნის ძალა არ არის დამოკიდებული სხეულებს შორის კონტაქტის არეალზე და პროპორციულია ნორმალური წნევის ძალისა, რომელიც აჭერს ზედაპირებს ერთმანეთთან. პროპორციულობის კოეფიციენტი ეწოდება ხახუნის კოეფიციენტი(დასვენება ან სრიალი).

ნიუტონის მესამე კანონი

ნიუტონის მესამე კანონი არის ფიზიკური კანონი, რომლის მიხედვითაც ორ მატერიალურ წერტილს შორის ურთიერთქმედების ძალები ტოლია სიდიდით, საპირისპირო მიმართულებით და მოქმედებს ამ წერტილების დამაკავშირებელი სწორი ხაზის გასწვრივ. ნიუტონის სხვა კანონების მსგავსად, მესამე კანონი მოქმედებს მხოლოდ ინერციული საცნობარო სისტემები. მესამე კანონის მოკლე განცხადება: მოქმედება უდრის რეაქციას.

მესამე გაქცევის სიჩქარე

მესამე კოსმოსური სიჩქარე არის მინიმალური სიჩქარე, აუცილებელია დედამიწიდან გაშვებული კოსმოსური ხომალდისთვის, რათა გადალახოს მზის გრავიტაცია და დატოვოს მზის სისტემა. თუ დედამიწა გაშვების მომენტში სტაციონარული იქნებოდა და სხეულს თავისკენ არ მიიზიდავდა, მაშინ მესამე კოსმოსური სიჩქარე 42 კმ/წმ-ის ტოლი იქნებოდა. დედამიწის ორბიტალური მოძრაობის სიჩქარის გათვალისწინებით (30 კმ/წმ), მესამე გაქცევის სიჩქარეა 42-30 = 12 კმ/წმ (ორბიტალური მოძრაობის მიმართულებით გაშვებისას) ან 42+30 = 72 კმ/წმ ( საპირისპირო მიმართულებით გაშვებისას). თუ გავითვალისწინებთ დედამიწის მიმართ მიზიდულობის ძალას, მაშინ მესამე გაქცევის სიჩქარისთვის ვიღებთ მნიშვნელობებს 17-დან 73 კმ/წმ-მდე.

აჩქარება

აჩქარება არის ვექტორული სიდიდე, რომელიც ახასიათებს ცვლილების სიჩქარეს სიჩქარე. თვითნებური მოძრაობისას აჩქარება განისაზღვრება, როგორც სიჩქარის ზრდის თანაფარდობა დროის შესაბამის პერიოდთან. თუ ამ დროის მონაკვეთს მივმართავთ ნულზე, მივიღებთ მყისიერ აჩქარებას. ეს ნიშნავს, რომ აჩქარება არის სიჩქარის წარმოებული დროის მიმართ. თუ განიხილება სასრული დრო Δt, მაშინ აჩქარებას საშუალო ეწოდება. მრუდი მოძრაობისას მთლიანი აჩქარება არის ჯამი ტანგენციალური (ტანგენსი)და ნორმალური აჩქარება.

კუთხური სიჩქარე

კუთხური სიჩქარე არის ვექტორული სიდიდე, რომელიც ახასიათებს ხისტი სხეულის ბრუნვის მოძრაობას და მიმართულია ბრუნვის ღერძის გასწვრივ მარჯვენა ხრახნიანი წესის მიხედვით. საშუალო კუთხური სიჩქარე რიცხობრივად უდრის ბრუნვის კუთხის შეფარდებას დროის შესაბამის მონაკვეთთან. ბრუნვის კუთხის წარმოებული დროის მიმართ მივიღებთ მყისიერ კუთხურ სიჩქარეს. SI კუთხური სიჩქარის ერთეული არის რადი/წმ.

გრავიტაციის აჩქარება

თავისუფლად ჩამოვარდნილი სხეულის აჩქარება არის აჩქარება, რომლითაც სხეული მოძრაობს გრავიტაციის გავლენის ქვეშ. თავისუფალი ვარდნის აჩქარება ყველა სხეულისთვის ერთნაირია, მიუხედავად მათი მასები. დედამიწაზე თავისუფლად ჩამოვარდნილი სხეულის აჩქარება დამოკიდებულია ზღვის დონიდან სიმაღლეზე და გეოგრაფიულ განედზე და მიმართულებაზე დედამიწის ცენტრისკენ. გრძედზე 45 0 და ზღვის დონეზე, თავისუფლად ჩამოვარდნილი სხეულის აჩქარება არის g = 9,80665 მ/წმ 2. საგანმანათლებლო პრობლემებში გ = 9,81 მ/წმ 2 ჩვეულებრივ ვარაუდობენ.

ფიზიკური კანონი

ფიზიკური კანონი არის აუცილებელი, არსებითი და თანმიმდევრულად განმეორებადი კავშირი ფენომენებს, პროცესებსა და სხეულთა მდგომარეობას შორის. ფიზიკური კანონების ცოდნა ფიზიკური მეცნიერების მთავარი ამოცანაა.

50. ფიზიკური გულსაკიდი

ფიზიკური გულსაკიდი - აბსოლუტურად ხისტი სხეულიბრუნვის ღერძის მქონე. გრავიტაციულ ველში ფიზიკურ ქანქარს შეუძლია წონასწორობის პოზიციის ირგვლივ რხევა, ხოლო მასასისტემები არ შეიძლება ჩაითვალოს კონცენტრირებულად ერთ წერტილში. ფიზიკური ქანქარის რხევის პერიოდი დამოკიდებულია ინერციის მომენტისხეული და ბრუნვის ღერძიდან მანძილიდან მასის ცენტრი.

ენერგია (ბერძნულიდან energeia - აქტივობა)

ენერგია არის სკალარული ფიზიკური სიდიდე, რომელიც წარმოადგენს მატერიის მოძრაობის სხვადასხვა ფორმის ზოგად საზომს და მატერიის მოძრაობის ერთი ფორმიდან მეორეზე გადასვლის საზომს. ენერგიის ძირითადი ტიპები: მექანიკური, შიდა, ელექტრომაგნიტური, ქიმიური, გრავიტაციული, ბირთვული. ზოგიერთი ტიპის ენერგია შეიძლება გარდაიქმნას სხვებად მკაცრად განსაზღვრული რაოდენობით (იხ ენერგიის შენარჩუნებისა და ტრანსფორმაციის კანონი).

თერმოდინამიკა და მოლეკულური ფიზიკა

Კინეტიკური ენერგია.

მატერიის განუყოფელი თვისებაა მოძრაობა. მატერიის მოძრაობის სხვადასხვა ფორმას შეუძლია ურთიერთგარდაქმნები, რომლებიც, როგორც დადგენილია, ხდება მკაცრად განსაზღვრულ რაოდენობრივ თანაფარდობებში. მოძრაობის სხვადასხვა ფორმისა და მატერიალური ობიექტების ურთიერთქმედების ტიპების ერთადერთი საზომია ენერგია.

ენერგია დამოკიდებულია სისტემის მდგომარეობის პარამეტრებზე, ᴛ.ᴇ. ისეთი ფიზიკური სიდიდეები, რომლებიც ახასიათებს სისტემის ზოგიერთ არსებით თვისებას. ენერგია, რომელიც დამოკიდებულია სისტემის მექანიკურ მდგომარეობაზე დამახასიათებელ ორ ვექტორულ პარამეტრზე, კერძოდ, რადიუს ვექტორზე, რომელიც განსაზღვრავს ერთი სხეულის პოზიციას მეორესთან მიმართებაში და სიჩქარე, რომელიც განსაზღვრავს სხეულის მოძრაობის სიჩქარეს სივრცეში, ეწოდება მექანიკური.

კლასიკურ მექანიკაში, როგორც ჩანს, შესაძლებელია მექანიკური ენერგიის გაყოფა ორ ტერმინად, რომელთაგან თითოეული დამოკიდებულია მხოლოდ ერთ პარამეტრზე:

სად არის პოტენციური ენერგია ურთიერთმოქმედი სხეულების ფარდობითი მდებარეობიდან გამომდინარე; - კინეტიკური ენერგია, რაც დამოკიდებულია სივრცეში სხეულის მოძრაობის სიჩქარეზე.

მაკროსკოპული სხეულების მექანიკური ენერგია შეიძლება შეიცვალოს მხოლოდ მუშაობის გამო.

მოდით ვიპოვოთ გამოხატულება მექანიკური სისტემის მთარგმნელობითი მოძრაობის კინეტიკური ენერგიისთვის. უნდა ითქვას, რომ დასაწყისისთვის განვიხილოთ მატერიალური წერტილი მასით მ. დავუშვათ, რომ მისი სიჩქარე დროის გარკვეულ მომენტში ტტოლია . მოდით განვსაზღვროთ შედეგიანი ძალის მოქმედება, რომელიც მოქმედებს მატერიალურ წერტილზე გარკვეული დროის განმავლობაში:

იმის გათვალისწინებით, რომ სკალარული პროდუქტის განმარტებაზე დაყრდნობით

სად არის წერტილის საწყისი და საბოლოო სიჩქარე.

მაგნიტუდა

ჩვეულებრივია მას მატერიალური წერტილის კინეტიკური ენერგია ვუწოდოთ.

ამ კონცეფციის გამოყენებით, რელაცია (4.12) დაიწერება ფორმაში

(4.14)-დან გამომდინარეობს, რომ ენერგიას აქვს იგივე განზომილება, რაც სამუშაოს და, შესაბამისად, იზომება იმავე ერთეულებში.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მატერიალურ წერტილზე მოქმედი ყველა ძალის შედეგად მიღებული სამუშაო უდრის ამ წერტილის კინეტიკური ენერგიის ზრდას. გაითვალისწინეთ, რომ კინეტიკური ენერგიის ზრდა შეიძლება იყოს დადებითი ან უარყოფითი სამუშაოს ნიშნის მიხედვით (ძალას შეუძლია დააჩქაროს ან შეანელოს სხეულის მოძრაობა). ამ განცხადებას ჩვეულებრივ უწოდებენ კინეტიკური ენერგიის თეორემას.

მიღებული შედეგი ადვილად შეიძლება განზოგადდეს მატერიალური წერტილების თვითნებური სისტემის თარგმნითი მოძრაობის შემთხვევაში. სისტემის კინეტიკური ენერგია ჩვეულებრივ ეწოდება იმ მატერიალური წერტილების კინეტიკური ენერგიის ჯამს, საიდანაც ეს სისტემა შედგება. სისტემის თითოეული მატერიალური წერტილისთვის მიმართებების (4.13) დამატების შედეგად, ჩვენ კვლავ ვიღებთ ფორმულას (4.13), მაგრამ მატერიალური წერტილების სისტემისთვის:

სად მ- მთელი სისტემის მასა.

გაითვალისწინეთ, რომ მნიშვნელოვანი განსხვავებაა თეორემას კინეტიკური ენერგიის შესახებ (კანონი კინეტიკური ენერგიის ცვლილების შესახებ) და კანონს სისტემის იმპულსის ცვლილების შესახებ. როგორც ცნობილია, სისტემის იმპულსის ზრდა განისაზღვრება მხოლოდ გარე ძალებით. მოქმედებისა და რეაქციის თანასწორობის გამო, შინაგანი ძალები არ ცვლიან სისტემის იმპულსს. ეს ასე არ არის კინეტიკური ენერგიის შემთხვევაში. შინაგანი ძალების მიერ შესრულებული სამუშაო, ზოგადად, არ ქრება. მაგალითად, როდესაც ორი მატერიალური წერტილი მოძრაობს, რომლებიც ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან მიზიდულობის ძალებით, თითოეული ძალა შეასრულებს დადებით მუშაობას და მთლიანი სისტემის კინეტიკური ენერგიის ზრდა დადებითი იქნება. შესაბამისად, კინეტიკური ენერგიის ზრდა განისაზღვრება არა მხოლოდ გარეგანი, არამედ შინაგანი ძალების მუშაობით.

1. სხეულის კინეტიკური ენერგია ტოლია სხეულის მასისა და მისი სიჩქარის კვადრატის ნამრავლისა, გაყოფილი ნახევრად.

2. რა არის კინეტიკური ენერგიის თეორემა?

2. ძალის მოქმედება (შედეგი ძალები) უდრის სხეულის კინეტიკური ენერგიის ცვლილებას.

3. როგორ იცვლება სხეულის კინეტიკური ენერგია, თუ მასზე გამოყენებული ძალა დადებითად მოქმედებს? უარყოფითი სამუშაო?

3. სხეულის კინეტიკური ენერგია იზრდება, თუ სხეულზე მიყენებული ძალა ასრულებს დადებით მუშაობას და მცირდება, თუ ძალა უარყოფითს მუშაობს.

4. იცვლება თუ არა სხეულის კინეტიკური ენერგია მისი სიჩქარის ვექტორის მიმართულების ცვლილებისას?

4. არ იცვლება, რადგან ფორმულაში გვაქვს V 2.

5. თანაბარი მასის ორი ბურთი ერთმანეთისკენ ტრიალებს თანაბარი აბსოლუტური სიჩქარით ძალიან გლუვ ზედაპირზე. ბურთები ეჯახებიან, ჩერდებიან ერთი წუთით და შემდეგ მოძრაობენ საპირისპირო მიმართულებით იგივე აბსოლუტური სიჩქარით. რა არის მათი მთლიანი კინეტიკური ენერგია შეჯახებამდე, შეჯახების მომენტში და მის შემდეგ?

5. მთლიანი კინეტიკური ენერგია შეჯახებამდე.