Это важно, так как изменение потенциальной энергии не зависит от выбранного уровня отсчета. 2, стр103]
Формула (24) позволяет дать общее определение потенциальной энергии: потенциальной энергией системы называется зависящая от положения тел величина, изменение которой равно работе внутренних консервативных сил системы, взятой с противоположным знаком.
Поскольку потенциальная энергия — это энергия, определяемая положением тел, то она относится к системе тел, а не к одному телу. Потенциальная энергия -это энергия взаимодействия по крайней мере двух тел. При наличии нескольких тел в системе полная потенциальная энергия системы равна сумме потенциальных энергий всех пар взаимодействующих тел.
Говоря о потенциальной энергии тела, поднятого над поверхностью Земли, необходимо помнить, что эта энергия взаимодействия системы, состоящей из двух тел: земли и тела. Для данной системы смещением Земли под действием сил можно пренебречь. Поэтому работа сил взаимодействия между Землей и телом сводится к работе только одной силы тяжести, действующей на груз. Аналогичные рассуждения справедливы при рассмотрении взаимодействия между Землей и растянутой (или сжатой) пружиной, один конец которой соединен с неподвижной Землей. При определении работы системы тел Земля-пружина учитывается только работа силы упругости.
Выводы.
Кинетическая и потенциальная энергия имеют существенные различия:
Потенциальная энергия зависит только от расстояния между телами, а кинетическая — только от скоростей тел.
Положительная работа сил всегда приводит к увеличению кинетической энергии, а потенциальную энергию системы увеличивает отрицательная работа.
Кинетическая энергия системы тел всегда положительна, а потенциальная энергия может быть как положительной, так и отрицательной и зависит от начального уровня отсчета.
В общем случае тело может обладать одновременно кинетической и потенциальной энергией. Сумма этих энергий образует полную механическую энергию тела:
Е=Ек+Еп. (25)
Закон сохранения полной механической энергии: полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих между собой посредством консервативных сил, остается неизменной при любом движении этих тел.
Е=Ек+Еп=const. (26)
При механическом движении замкнутых систем (тела взаимодействуют только между собой и на них не действуют внешние силы) полная энергия не изменяется по величине, а лишь переходит из одного вида в другой — из потенциальной в кинетическую и обратно. 5, стр.
75]
Если система не замкнута и на нее действуют внешние силы, то изменение полной механической энергии системы равно работе внешних сил:
ΔЕ= ΔЕк+ ΔЕп=Авнеш. (27)
Заключение
Вся современная техника основана на широком применении результатов исследований в физике. Физику поэтому считают основой техники, подчеркивая, что физика сегодня — это техника завтра.
Без таких понятий как работа, мощность, энергия невозможно развитие техники.
Работа совершается всегда, когда на какое-либо движущееся тело действует сила или несколько сил. Работа равна произведению силы на перемещение. Работа силы тяжести и силы упругости определяется только начальным и конечным положением тела. Во всякой простой машине (рычаг, блок), движущейся равномерно, работа передается без изменения, то есть работа, которую совершает машина, равна работе силы, приводящей машину в движение.
Для характеристики работы, совершаемой силой за единицу времени в механике введено понятие мощности. Мощность — основной показатель производительности любой машины.
Энергия — это способность совершать работу. Само слово «энергия» происходит от греческого слова «деятельность». Основное свойство энергии, заключается в ее способности к превращению из одного вида в другой в эквивалентных количествах. Известные примеры таких превращений — переход потенциальной энергии в кинетическую при падении тела с высоты, переход кинетической энергии в потенциальную при подъеме брошенного вверх тела, чередующиеся взаимные превращения кинетической и потенциальной энергии при колебании маятника.
Понятие работа используется также и в других разделах физики (термодинамике, электричестве, магнетизме), но в этом реферате мы рассмотрели только фундаментальную механическую работу и механическую энергию.
Бутиков Е.И., Кондратьев А. С. Физика: Учеб.
пособие: В 3 кн. Кн.
1. Механика. — М.:Физматлит, 2000. 352 с.
Гомонова А. И. Физика. Современный курс для поступающих в вузы. — М.: Издательство «Экзамен», 2002.- 384 с.
Детлаф А.А., Яворский Б. М. Курс физики: Учеб.
пособие для студентов вузов. — 4-е изд., испр. — М.: Издат.
центр «Академия», 2003. 720 с.
Савельев И. В. Основы теоретической физики: Учеб. рук-во: для вузов. В2 т. Т.
1. Механика и электродинамика. — 2-е изд., испр. — М.:Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1991. 496 с.
Самойленко П.И., Сергеев А. В. Физика (для нетехнических специальностей): Учебник. — М.:Мастерство, 2002.- 400 с.
Трофимова Т. И. Курс физики: Учеб. пособие для вузов.-5-е изд., стер. -М.:Высш.
шк., 1998. 542 с.:ил.
Элементарный учебник физики: Учеб. пособие. В 3 т./Под ред. Г. С. Ландсберга:
Т.
1. Механика. Теплота. Молекулярная физика.-12 изд.-М.:Физматлит, 2000. 608 с.
Яворский Б.М., Пинский А. А. Основы физики:
Учебн. В2т. Т.
1. Механика. Молекулярная физика. Электродинамика.
4-е изд., перераб./Под ред. Ю. И. Дика. — М.:Физматлит, 2000. 624 с.
N
mg
l
h
α
B
O
A
h1
h2
F
Fi
Δxi
Δx
k*Δx
A
B
Δx
