Бірінде өткен сабақтарды біз қарастырдық теорему туралы кинетикалық энергиясы. Естеріңізге сала кетейік, туралы теорема кинетикалық энергия деп барлық күштердің денеге әсер ететін тең өзгерту кинетикалық энергия дене. Басқаша айтуға болады, бұл кинетикалық энергиясы дененің бұл қабілеті дененің жұмысты орындауға, сонымен қатар, ол жылдамдығы. Көрсетіледі, бар басқа түріне энергия – потенциалдық энергия, зерттеумен біз займемся бұл сабақта.

Бастау үшін қарастырайық жұмысын ауырлық күшінің. Шағын қашықтықта Жер бетінен (салыстырғанда радиусы Жер), ауырлық күші деп санауға болады тұрақты және тең . Мейлі, дене салмағы еркін құлайды, ауырлық күшінің әсерімен жоғарыдан . Орын ауыстыру мен күш жіберілді төмен, демек, ауырлық күшінің оң және тең

.

Анықтау бойынша, орнын ауыстыру дене сияқты . Демек, ауырлық күшінің тең

.

Айта кетейік, мүлдем маңызды емес, қандай нүктелері медиуциналық биіктігінің және (Сур. 1). Біз медиуциналық бұл биіктік теңіз деңгейіне немесе деңгейінен шыңдары Білдірді, шамасы, жасалған ауырлық күші, өзгермейді, өйткені формуласына үшін ауырлық күшінің кіреді айырмасы осы шамаларды емес, олардың абсолюттік маңызы бар.

Сур. 1. Дене құлайды, ауырлық күшінің әсерімен

Ескереміз, сондай-ақ, бұл жұмыс ауырлық күш көтеру кезінде дене биіктікке дейінгі биіктігіне тең

.

Бұл жұмыс тең жұмыс күшінің ауырлық түсіру кезінде дененің қарама-қарсы белгісі. Осылайша, ауырлық күшінің по замкнутому контуры нөлге тең болады.

Қарастырайық, не өзгереді, егер дене төмендейді тігінен төмен, ал скатываться отырып, көлбеу жазықтық астында кейбір бұрышпен көкжиекке (Сур. 2).

Сур. 2. Денесі соскальзывает бойынша көлбеу жазықтық астында кейбір бұрышпен көкжиекке

Болсын денесі массасының ауырлық күшінің әсерімен жасайды ауыстыру , тең модуль бойынша ұзындығы көлбеу жазықтық. Сәйкес анықтау, жұмыс ауырлық күшінің тең

.

Бірі сурет 2 анық . Осылайша, біз сол білдіру үшін дененің қозғалыстағы тігінен:

.

Бұл қорытынды жасауға болады, бұл жұмыс ауырлық күшінің байланысты шығындар “биіктік”.

Бұл әділ түсіру үшін дененің кез келген траекториясын (Сур. 3). Шын мәнінде, тараптың еркін траекториясын бөлуге болады кішкентай учаскелері, олардың деп санауға болады сызықтық. Әрбір осы кішкентай көлбеу жазықтықтың әділетті болады, бұл жұмыс ауырлық күшінің байланысты шығындар биіктігін, демек, ауырлық күшінің барлық түсіру байланысты тек шығындар биіктігі.

Сур. 3. Түсіру дененің еркін траекториясын

Қарастырайық, қандай жұмыс жасайды күші, серпімділік және оны есептеу. Алдыңғы сабақтан сіздер білесіздер, серпімділік күші әрекет ететін дене, сайма-сай деформация, басқа сөзбен айтқанда, .

Сур. 4. Жұмыс күштері, серпімділік

Табамыз серпімділік күшінің жұмысын өткізу кезінде дене нүктесінен А нүктесіне дейінгі (суретті қараңыз). 4). Өйткені жылжу бағыты бағыты сәйкес келеді серпімділік күшінің, жұмыс жасайтын күш, серпімділік тең шығармасы орташа ететін күштің дене, орын ауыстыру, жетілген әсерінен осы күш:

.

Орташа мәні серпімділік күштері:

.

Сонда күштің жұмысы серпімділік тең:

.

Айта кетейік, жұмысы, серпімділік күшінің тек қана бастапқы және соңғы ережелерін дене коэффициентін және қаттылық. Күші серпімділік және оның жұмыс байланысты емес дене салмағының және траекториясы бойынша жылжиды бұл дене. Ескереміз, бұл әділ және ауырлық күші.

Поговорим о понятии әлеуетті энергия дене. Үшін осы қарастырайық, совершаемую ауырлық күші және серпімділік күші.

Емес ескертеді сізге бұл теорему туралы кинетикалық энергиясы қандай? Жұмыс осы күштердің сонда тең өзгерту некой шамасы, ол сондай-ақ деп аталады энергиясымен, бірақ бұл жағдайда ол деп аталатын потенциалдық энергия.

Өздеріңіз көріп отырғандай, әлеуетті энергиясын бар белгілі бір формулалар жағдайда ауырлық күшінің бұл шама тең

,

жағдайда серпімділік күштері:

,

сондықтан, бұл

Потенциалдық энергия – бұл қабілеті дене жасауға жұмысты есебінен орналасқан материалдық нүкте жүйесін құрайтын.

Шын мәнінде, дене, ол құлайды, ауырлық күшінің әсерімен, жұмыс жасалады есебінен өзара орналасу Жерлері және дене. Жағдайда, серпімділік күшінің жұмысы жасалады есебінен өзара орналасу молекулалардың ішіндегі дененің (серіппенің). Айта кетейік, өзінен-өзі потенциалдық энергия бар ерекше физикалық мағынасы, өйткені мүмкін жатпайтындықтан, кез келген деңгейдегі. Мағынасы өзгерту әлеуетті энергиясы. Мұндай шамалар деп атайды аддитивными.

Әдебиеттер тізімі

Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Сотский. Физика 10. – М.: Просвещение, 2008.
А. П. Рымкевич. Физика. Задачник 10-11. – М.: Дрофа, 2006.
О. Я. Савченко. Есептер физикадан – М.: Наука, 1988.
А. В. Перышкин, В. В. Крауклис. Физика курсы. т. 1. – М.: Мем. оку-пед. изд. мин. просвещения РСФСР, 1957.
И. К. Кикоин, А. К. Кикоин. Физика. Арналған оқулық 9 сынып орта мектеп. – М.: Просвещение, 1992.
Қосымша ұсынылған ресурстарға сілтемелер Интернет желісі

Youtube (Көзі).
Physics.ru (Көзі).
Physics-lectures.ru (Көзі).
Үй тапсырмасы

Шешіп міндеттері осы сабаққа дайындала аласың мәселелері 3 ГИА және мәселелері А4 БМЕ.

1. Міндеттері 348, 350, 352, 354, 356 сенбі міндеттерді А. П. Рымкевич изд. 10 (Көзі).

2. Анам маған сконструировать машинаны алатын пайдалы жұмысты көмегімен әлеуетті күш. Өз жауабыңызды негіздеңіз.

3. Мәселені шешетін келесі сұрақтар және жауаптар:

Тізімі сұрақ – жауап:

Сұрақ: Өзгертіледі ме потенциалдық энергия дененің, оның қозғалысы бойымен Жер бетінің?

Жауап: Жоқ, өйткені бұл жағдайда ауырлық күші емес, жұмысты орындайды.

Сұрақ: “Әрқашан қандай әділетті формула үшін әлеуетті энергиясы деформация дене?

Жауап: Жоқ, ол әділетті болғанда ғана деформация болады, қайратты, демек, серпімділік күші тікелей пропорционалды деформация дене.

Сұрақ: бұл кетеді жұмысы үйкеліс күштері? Себебі үйкеліс күші өзгертпейді ешқандай әлеуетті энергиясы.

Жауап: Жұмыс күшінің, үйкеліс кетеді қыздыру дене бетіне, ол жағады.

Сұрақ: Егер әлеуетті энергиясы болады медиуциналық кез келген нөлдік деңгейін, қандай мағына жүргізу кезінде мұндай шамалар? Өйткені, біз қабылдауға, нөл ретінде бастапқы деңгейі әлеуетті энергиясын, сондай-ақ соңғы.

Жауап: Әрине, жұмыс тең болады өзгерту әлеуетті энергия дененің тек сол жағдайда ғана, егер потенциалдық энергия дененің отмерялась бір деңгейі.

27.3. Потенциалдық энергия денелердің орналасқан өріс, ауырлық. Энергияның сақталу заңы
PostDateIcon Октябрь 30th, 2011 | PostAuthorIcon fizportal.ru
27.3. Потенциалдық энергия денелердің орналасқан өріс, ауырлық

Мейлі дене массасы m төмендейді белгілі бір биіктікке өтіп, бұл жолы h. Өйткені ауырлық күші mg, қолданыстағы-бұл дене, тұрақты болса, жұмыс осы күштің формула қарапайым: А = mgh (сур. 152).
сур. 152

Көрсетеміз, бұл жұмыс байланысты емес траектория бойынша қозғалады денесі. Разобьем тараптың еркін траекториясын қозғалыс-дененің шағын учаскелері, орнын ауыстыру олардың белгілейміз Δr (сур. 153).
сур. 153

Сонда күштің жұмысы ауырлық бұл шағын учаскеде мынадай формула бойынша анықталады
мұндағы α − бұрышы арасындағы вертикалью және орын ауыстыру векторы. Бұл сурет:
Δrcosα = Δh,

мұндағы Δh − биіктігін өзгерту дене. Осылайша, толық ғана айқындалады өзгеруіне биіктіктен дененің, оның тік координаттары емес, қозғалыс траекториясын. Есептеу үшін жұмыс ауырлық күшінің еркін учаскесінде қажет просуммировать білдіру үшін шағын учаскелерде, сведется – жинақталуға өзгерістер биіктік. Демек, бұл жұмыс түріне байланысты траекториясын, сондықтан ауырлық күші болып табылады әлеуетті. Пайдалана отырып, анықтау әлеуетті энергиясын жазуға болады
ΔU = mg(h1 − h2), (1)

мұнда h1, h2 − бастапқы және соңғы биіктігі, онда болған дене. Өйткені потенциалдық энергиясы дейін дәлдікпен айқындалады тұрақты қосылғыш, онда деңгейі, оның талаптарында биіктікті таңдап алынуы мүмкін еркін, сондықтан білдіру үшін әлеуетті энергиясын дәстүрлі түрде жазады түрінде U = mgh. Айта кету керек, оң бағыты тік осіне (біздің обозначениях бұл h) болып саналады бағыт тігінен жоғары жағына, қарама-қарсы ауырлық күші. Егер дене төмен жылжиды, онда ауырлық күші жасайды оң, сондықтан потенциалдық энергия дененің азаяды.
Ұлғайту үшін әлеуетті энергиясын телу қажет сыртқы күші, ол жасайды. Осылайша, көтеру үшін денені кейбір биіктігі h, оған қоса беру қажет сыртқы күші F асып түсетін ауырлық күші mg (сур. 154).
сур. 154

Егер көтере денесін біркелкі болса, онда сыртқы күш модулі бойынша тең болады mg. Бұл жағдайда жұмыс сыртқы күштер аз және формула қарапайым: А = mgh. Бұл жұмыс сыртқы күштер бардым ұлғайтуға энергия дененің, ал дәлірек айтсақ − әлеуетті энергиясы және оның өзара іс-Жермен.
Егер бекітілген күші асса, ауырлық күші, барысы көтеру дене өсе түседі, оның жылдамдығы, демек, кинетикалық энергиясы. Бұл жағдайда жұмыс сыртқы күштер жұмсалады ұлғайту ретінде әлеуетті және кинетикалық энергия дене. Екі қаралған жағдайларда мүлтіксіз жұмыс рөлін шаралар энергия, ал дәлірек айтқанда − шаралар көшу энергиясын бір нысаны басқа.