Презентация на тему: Механическая энергия

МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ

ОГЛАВЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Урок №1. Урок №2. Об авторе

МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ Урок №1.

Энергия – это работа, которую может совершить тело при переходе из данного состояния в нулевое Термин “энергия” ввел в физику английский ученый Т. Юнг в 1807 г. В переводе с греческого слово “энергия” означает действие, деятельность.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ энергия движения энергия взаимодействия Так как в механике изучается движение тел и их взаимодействие, то

Кинетическая энергия Так как энергия – это работа, которую совершает тело при переходе из данного состояния в нулевое. Следовательно, энергия - это работа, которую нужно совершить, чтобы перевести тело из нулевого состояния (υ0=0) в данное (υ≠0 ). Определим кинетическую энергию тела, движущегося со скоростью υ υ

Определим эту работу: υ υ0=0 S Чтобы тело изменило скорость к нему необходимо приложить силу F, при этом оно начнет двигаться равноускоренно, и пройдя путь S, При этом сила F совершит работу: F приобретет скорость υ.

Преобразуем это выражение: υ υ0=0 S Согласно II закону Ньютона: Путь при равноускоренном движении: F , подставим вместо ускорения его значение Так как ускорение при равноускоренном движении

Преобразуем это выражение: υ υ0=0 S Согласно IIзакону Ньютона: Путь при равноускоренном движении: F , подставим вместо ускорения его значение Так как ускорение при равноускоренном движении

υ υ0=0 S F Кинетическая энергия движущегося тела равна половине произведения массы тела на квадрат его скорости. Энергия - это работа, которую нужно совершить, чтобы перевести тело из нулевого состояния (υ0=0) в данное (υ≠0 ).

Потенциальная энергия Выберем уровень Земли за нулевой h0. Определим потенциальную энергию взаимодействия тела с Землей на высоте h. h h0 Нулевой уровень энергии – уровень, на котором энергия считается равной нулю.

Энергия - это работа которую, нужно совершить, чтобы перевести тело из нулевого состояния (h0=0) в данное (h). h h0 Для равномерного подъема тела на высоту h к нему необходимо приложить силу F, равную силе тяжести FТ FТ F Под действием силы F тело начнет двигаться вверх, и пройдет путь h.

Энергия - это работа, которую нужно совершить, чтобы перевести тело из нулевого состояния (h0=0) в данное (h). h Для равномерного подъема тела на высоту h к нему необходимо приложить силу F, равную силе тяжести FТ Под действием силы F тело начнет двигаться вверх, и пройдет путь h.

Энергия - это работа, которую нужно совершить, чтобы перевести тело из нулевого состояния (h0=0) в данное (h). h Определим работу силы F: Так как , а путь Тогда работа Отсюда потенциальная энергия:

Энергия - это работа, которую нужно совершить, чтобы перевести тело из нулевого состояния (h0=0) в данное (h). h Потенциальная энергия взаимодействия тела с Землей равна произведению массы тела, ускорения свободного падения и высоты, на которой оно находится.

Потенциальная энергия других взаимодействий рассчитывается по другим формулам.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ энергия движения энергия взаимодействия Итак:

h S1 Рассмотрим взаимосвязь энергии и работы Для этого пустим шар массой m1 по наклонной плоскости с высоты h Он будет обладать энергией E1 При ударе о цилиндр, шарик совершит работу А1 по перемещению цилиндра на расстояние S1 .

h S1 Пустим шар массой m2< m1 по наклонной плоскости с высоты h При ударе о цилиндр, шарик совершит работу А2 по перемещению цилиндра на расстояние S2 . Он будет обладать энергией Е2 S2

h S1 Так как m2< m1, тогда E2< E1. S2 Так как S2< S1, тогда A2< A1. Следовательно: чем большей энергией обладает тело , тем большую работу оно может совершить. пример

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ Урок №2

МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ энергия движения энергия взаимодействия Мы познакомились с двумя видами механической энергии Однако, в общем случае тело может обладать и кинетической, и потенциальной энергией одновременно.

Полной механической энергией Их сумма Это понятие было введено в 1847 г. немецким ученым Г. Гельмгольцем. называется

Выясним, что происходит с полной механической энергией при движении тела. Подбросим мяч вертикально вверх с некоторой скоростью υ. υ Придав мячу скорость, мы сообщим ему кинетическую энергию, а потенциальная энергия будет равна нулю.

По мере движения мяча вверх его скорость будет уменьшаться, а высота увеличиваться. На максимальной высоте h мяч остановится (υ=0). υ =0 Следовательно, и кинетическая энергия станет равной нулю, а потенциальная энергия будет максимальна. h

После этого мяч, под действием силы тяжести, начнет падать вниз, его скорость будет увеличиваться, кинетическая энергия возрастать, а высота уменьшается. На поверхности Земли (h=0) потенциальная энергия превращается в ноль, υ а кинетическая энергия становится максимальна, так как скорость тела (υ) максимальна. h =0

Итак, при возрастании кинетической энергии тела потенциальная энергия взаимодействия уменьшается.

И наоборот, при уменьшении кинетической энергии тела потенциальная энергия взаимодействия увеличивается.

Изучение свободного падения тел (в отсутствии сил трения и сопротивления) показывает, что всякое уменьшение одного вида энергии ведет к увеличению другого вида энергии. Полная механическая энергия тела, на которое не действуют силы трения и сопротивления, в процессе движения остается неизменной. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ

Обозначим начальную энергию тела , а конечную Тогда закон сохранения энергии можно записать как или

Предположим, что в начале движения скорость тела была равна υ0, а высота h0, тогда: А в конце движения скорость тела стала равна υ, а высота h, тогда:

Полная механическая энергия тела, на которое не действуют силы трения и сопротивления, в процессе движения остается неизменной. пример

Примеры решения задач. КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ В оглавление

Камень массой 2 кг летит со скоростью 10 м/с. Чему равна кинетическая энергия камня? Дано: υ= 10 м/с Ек – ? m= 2 кг Решение : Кинетическая энергия камня Подставим числовые значения величин и рассчитаем: Ответ: 100 Дж.

Кирпич массой 4 кг лежит на высоте 5 м от поверхности земли. Чему равна потенциальная энергия кирпича? Дано: h= 5 м ЕП – ? m= 4 кг Решение : Потенциальная энергия кирпича Подставим числовые значения величин и рассчитаем: Ответ: 200 Дж.

Мяч бросают с земли вертикально вверх со скоростью 10 м/с. На какой высоте этот мяч будет иметь скорость, равную 6 м/с? Дано: υ0= 10 м/с υ= 6 м/с h0= 0 h – ?

Решение : Согласно закону сохранения энергии: Разделим правую и левую части равенства на произведение mg Так как h0= 0 , то , отсюда Подставим данные: Ответ: h=3,2 м