ЕНЕРГІЯ ЦЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНЕ ПОНЯТТЯ ФІЗИКИ Енергія

ЕНЕРГІЯ — ЦЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНЕ ПОНЯТТЯ ФІЗИКИ. . Енергія — це фізична величина, за допомогою якої можна кількісно охарактеризувати будь-який рух, тобто це універсальна кількісна міра руху. Але слід пам'ятати, що енергія — це тільки одна з характеристик руху, і не існує сама по собі окремо без тіл, частинок, які взаємодіють, і їхнього руху.

МЕХАНІЧНА РОБОТА. Енергія тіл, які взаємодіють, може змінюватись. Для характеристики зміни енергії тіл, що взаємодіють, вводиться спеціальна фізична величина — механічна робота. Якщо припустити, що до тіла прикладена постійна сила Р, під дією якої воно перемістилося за напрямом дії сили на відстань в, то механічний стан тіла б при цьому змінився, бо змінились би його положення і швидкість.

МЕХАНІЧНА РОБОТА ЯК ФІЗИЧНА ВЕЛИЧИНА 1. Механічна робота характеризує зміну енергії, тіл, які взаємодіють. 2. Механічна робота постійної сили — це скалярна фізична величина, яка визначається добутком модуля вектора сили на модуль вектора переміщення і на косинус кута між цими векторами (рис. 1). . 3 A = Fscosα 4. [А] = Дж (СІ). 1 Дж = 1 Нм. Рис. 1 5. Механічна робота визначається методом непрямих вимірювань Якщо напрям сили і переміщення збігаються, то A = Fs.

Робота може мати додатне або від'ємне значення залежно від знака косинуса кута α. Робота, виконана силою F , додатна, якщо кут а між векторами сили F і вектором переміщення s меньший за 90° (рис. а). Якщо значення кута 90° < а < 180° робота сили від'ємна (рис. б), тобто робота сил, які перешкоджають рухові, від'ємна. Якщо вектор сили F перпендикулярний до вектора переміщення s, то косинус кута α дорівнює нулю і робота сили F дорівнює нулю (рис. в).

ВИЗНАЧЕННЯ РОБОТИ СТАЛОЇ СИЛИ ЗМІННОЇ СИЛИ

Визначення роботи сталої сили

Енергія Загальна кількісна міра руху та взаємодії всіх видів матерії Характеризує здатність тіла виконувати роботу внаслідок зміни свого стану Властивості Енергія не виникає з нічого та не зникає безслідно Енергія може переходити з однієї форми в іншу та від одного тіла до іншого Кількісною мірою перетворення енергії є робота Енергія — це адитивна величина Будь-який матеріальний об'єкт має енергію

ВИДИ МЕХАНІЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

Кінетичною енергією називається частина — механічної енергії, яку мають тіла внаслідок свого руху. властивості üє мірою механічного руху тіл; ü адитивна величина; . üскалярна величина; üзалежить від вибору системи відліку взаємозв'язок між роботою сили і кінетичною енергією тіла, на яке діє ця сила - теорема про кінетичну енергію А = ЕК 1 -ЕК 2=∆Ек. (робота сили дорівнює зміні кінетичної енергії тіла)

Потенціальна енергія — це частина механічної енергії, яка визначається взаємним положенням тіл, що взаємодіють, тобто потенціальна енергія — це енергія взаємодії. ü ü Властивості залежить від взаємного розміщення тіл; є функцією тільки координат; фізичний смисл має не саме значення енергії, а різниця енергій; визначена не однозначно, а з точністю до постійної сталої. наприклад, система «Земля-піднятий вантаж» ; деформована пружина. Потенціальна енергія позначається символом Еп. [Еп] = Дж (СІ). Зміна потенціальної співвідношенням - енергії і роботи, виконаної системою, пов'язані теорема про потенціальну енергію ∆Еп =-А • Знак «-» у даній формулі вказує -якщо під час зміни взаємного положення тіл система виконує додатну роботу, її потенціальна енергія зменшується, якщо система виконує від'ємну роботу, її потенціальна енергія збільшується. • Вибір нульового рівня потенціальної енергії визначається міркуванням зручності при розв'язанні конкретної задачі.

Зв 'язок роботи і потенціальної енергії 1)Потенціальна енергія вантажу, піднятого над землею Якщо прийняти за Нульовий рівень потенціальної енергії стан системи, коли тіло перебуває на поверхні землі, то потенціальна енергія вантажу піднятого над землею, визначається за формулою: Еп = mgh. 2) Потенціальна енергія деформованої пружини дорівнює роботі, яку треба виконати, щоб деформувати пружину. Енергія деформованої пружини , де k -жорсткість пружини, х — її видовження.

Зміна потенціальної енергії вимірюється роботою, яку може виконати система тіл під час зміни взаємного положення тіл. Якщо всі тіла повернулися у початкове положення, потенціальна! енергія системи не змінилася. Отже, потенціальну енергію можна визначити тільки для сил, робота яких по замкнутій траєкторії дорівнює нулю. Цю умову задовольняють тільки сила тяжіння і сила пружності.

Закон збереження механічної енергії: Якщо між тілами замкненої системи діють тільки сили тяжіння і сили пружності, механічна енергія тіла зберігається: Ек + Еи = const. Якщо крім сил тяжіння і пружності в системі діє сила тертя, ковзання, механічна енергія зменшується. Перебуваючи під дією сили тертя ковзання, тіла нагріваються, тобто механічна енергій частково перетворюється у внутрішню. Досліди, проведені в кращих фізичних лабораторіях світу, довели, що повна енергія ізольованої системи за будь-яких змін, які відбуваються всередині системи, залишається сталою. Це і є фундаментальний закон фізики — закон перетворення й збереження енергії. Але слід мати на увазі, що, подібно до законів природи, він не може бути отриманий ні експериментально (з дослідів), ні логічно. Він випливає із сукупності фактів, які має сучасна наука. Його справедливість підтверджена багатовіковою практикою людської діяльності. Немає і не може бути машин, механізмів і пристроїв, де б порушувався закон збереження енергії.

Коефіцієнт корисної дії (ККД) — фізична величина, що дорівнює відношенню корисної роботи до всієї виконаної роботи

Назва фізичної Визначення Позначення фізичної величини потужність Формула Специфічні властивості величини (векторна, скалярна) Одиниця