Картинки по запросу Закон сохранения механической энергии

Егер денені құрайтын тұйықталған механикалық жүйесін, өзара іс-қимыл арқылы ғана күштері тартылыс және серпімділік, онда жұмыс осы күштердің тең өзгертуге әлеуетті энергиясын тел, алынған бастап қарама-қарсы белгімен:
A = –(Ер2 – Ер1).
Теоремасы бойынша туралы кинетикалық энергияның бұл жұмыс тең өзгерту кинетикалық энергиясын тел. (қараңыз §1.19):

Демек
немесе
Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2.
Сомасы кинетикалық және әлеуетті энергиясын тел құрайтын тұйықталған жүйесі және өзара іс-қимылдағы өзара арқылы күштер тартылыс күштері және серпімділік өзгеріссіз қалады.

Бұл бекіту білдіреді энергияның сақталу заңы механикалық процестер. Ол салдары болып табылады заңдар Ньютон. Сомасын E = Ek + Ep деп атайды толық механикалық энергиясымен. Механикалық энергияның сақталу заңы орындалады, тек сонда ғана дененің тұйық жүйеде өзара іс-қимыл консервативті емес күштер, бар күшімен олар үшін енгізуге болады түсінігі әлеуетті энергиясы.

Үлгісі қолдану энергияның сақталу заңын табу ең төмен беріктігі жеңіл нерастяжимой жіптер, жалғастыру дене массасы m кезінде оның айналу тік жазықтықта (міндет. Х. Гюйгенса). Сур. 1.20.1 деп шешім осы міндеттер.
Сурет 1.20.1.
– Міндетте беретін басылымдар оқырман Гюйгенса. – күші жіптің төменгі нүктесінде траекториясы
Үшін энергияның сақталу заңы дененің жоғарғы және төменгі нүктелерінде траекториясын жазылады:

Обратим назар күші жіптің әрқашан перпендикулярна дененің жылдамдығын; сондықтан ол жасайды.

Кезде ең төменгі айналу жылдамдығын жіптің керілуі жоғарғы нүктесінде нөлге тең, демек, центростремительное үдеуі дененің жоғарғы нүктесінде хабарланады тек ауырлық күші:

Осы арақатынастардың керек:

Центростремительное жеделдету төменгі нүктесінде құрылады күшімен және жіберілген қарама-қарсы:

Бұл кезде ең төменгі жылдамдығы дененің жоғарғы нүктесінде жіптің керілуі төменгі нүктесінде болады модуль бойынша тең
F = 6mg.
Беріктігі жіптер тиіс, әлбетте, тиіс, бұл мәні.

Әрине, бұл механикалық энергияның сақталу заңы алуға мүмкіндік берді арасындағы байланыс координаттары және жылдамдықпен дене екі түрлі нүктелерінде траекториясын талдау жасамай, заң дене қозғалысының барлық аралық нүктелерде. Заңын қолдану механикалық энергияның сақталу айтарлықтай дәрежеде жеңілдету, көптеген міндеттерді шешу.

Нақты жағдайларда, іс жүзінде, әрқашан қозғалатын дененің қатар күшімен тартылыс, серпімділік күшімен және басқа да консервативті күшімен жұмыс істейді үйкеліс күштері немесе кедергі күш ортаның.

Үйкеліс күші жоқ болып табылады консервативтік. Жұмыс күшінің, үйкеліс ұзындығынан тәуелді.

Бұл тұрғыдан зерттеледі құрайтын тұйықталған жүйесі қолданылады үйкеліс күштері, онда механикалық энергия сақталмайды. Бір бөлігі механикалық энергияға айналады ішкі энергия денелердің (қыздыру).

Кез келген жеке өзара іс-қимылдар энергия пайда болмайды және жоғалып кетпейді. Ол тек қана айналады бір формалары басқа.

Бұл эксперименттік белгіленген факт білдіреді іргелі табиғат заңы – энергияның сақталу жəне түрлену заңдары.

Нәтижелерінің бірі заң сақтау және консервативті болып табылады бекіту мүмкін еместігі туралы құру “мәңгі қозғалтқыш” (perpetuum mobile) – машиналар алатын неопределенно ұзақ жасауға, расходуя бұл ретте энергия (сур. 1.20.2).
Сурет 1.20.2.
Жобалардың бірі – “мәңгілік қозғалтқыш”. Неге бұл машина жұмыс істемейді?
Қазақстан тарихы сақтайды саны аз емес жобаларды “мәңгі қозғалтқыш”. Кейбір олардың қателер “өнертапқыш” анық, басқа бұл қателерді замаскированы күрделі аспаптың конструкциясымен, және оңай емес неге бұл машина жұмыс істемейді. Бесплодные құру талпыныстары “мәңгі қозғалтқыш” жалғасуда және біздің уақытта. Барлық осы әрекеттері ұшырайды сәтсіз, өйткені сақталу заңы және энергияның айналу “тыйым салады” жұмыс жоқ шығындар энергия.Механикалық энергия консервативтік механикалық жүйенің сақталады. Басқаша айтқанда, болмаған жағдайда диссипативті күштер (мысалы, үйкеліс күштері) механикалық энергия емес ештеңе, бірақ ешқайда жоғалып.

Үшін тұйықталған жүйенің физикалық денелердің, мысалы, әділ теңдік
Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2,
онда Ek1, Ep1 — кинетикалық және потенциалдық энергия жүйесінің қандай да бір өзара іс-қимыл, Ek2, Ep2 — тиісті энергия.

Энергияның сақталу заңы — бұл интегралды заңы. Бұл дегеніміз, ол құралады қолданылу дифференциалдық заңдар болып табылады қасиеті олардың жиынтық.

Тұжырымдамасы заңның механикалық энергияның сақталу.
Толық механикалық энергия, т. е. сомасы әлеуетті және кинетикалық энергиясы дененің тұрақты болып қалады, егер ғана қолданылады күштер серпімділік және тартылыс жоқ үйкеліс күштері.