Презентация на тему: Механическая энергия

МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ

ОГЛАВЛЕНИЕУрок №1. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯУрок №2.ЗАКОН СОХРАНЕНИЯМЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Урок №1.МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ

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

Так как в механике изучается движение тел и их взаимодействие, то МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯКИНЕТИЧЕСКАЯэнергия движенияПОТЕНЦИАЛЬНАЯэнергия взаимодействия

Кинетическая энергияОпределим кинетическую энергию тела, движущегося со скоростью υТак 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 эту работу: Чтобы тело изменило скорость к нему необходимо приложить силу F,приобретет скорость υ.

Преобразуем это выражение: Согласно II закону Ньютона:Путь при равноускоренном движении:Так как ускорение при равноускоренном движении, подставим вместо ускорения его значение

Преобразуем это выражение: Согласно IIзакону Ньютона:Путь при равноускоренном движении:Так как ускорение при равноускоренном движении, подставим вместо ускорения его значение

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

Потенциальная энергияОпределим потенциальную энергию взаимодействия тела с Землей на высоте h.Выберем уровень Земли за нулевой 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). 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). Для равномерного подъема тела на высоту h к нему необходимо приложить силу F,равную силе тяжести FТПод 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).Определим работу силы F: Тогда работа

Энергия - это работа, которую нужно совершить, чтобы перевести тело из нулевого состояния (h0=0) в данное (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.

Итак: МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯКИНЕТИЧЕСКАЯэнергия движенияПОТЕНЦИАЛЬНАЯэнергия взаимодействия

Рассмотрим взаимосвязь энергии и работыДля этого пустим шар массой m1 по наклонной плоскости с высоты hОн будет обладать энергией E1При ударе о цилиндр, шарик совершит работу А1 по перемещению цилиндра на расстояние S1 .

Пустим шар массой m2< m1 по наклонной плоскости с высоты hОн будет обладать энергией Е2При ударе о цилиндр, шарик совершит работу А2 по перемещению цилиндра на расстояние S2 .

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

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Мы познакомились с двумя видами механической энергииМЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯКИНЕТИЧЕСКАЯэнергия движенияПОТЕНЦИАЛЬНАЯэнергия взаимодействияОднако, в общем случае тело может обладать и кинетической, и потенциальной энергией одновременно.

Их сумманазываетсяПолной механической энергиейЭто понятие было введено в 1847 г. немецким ученым Г. Гельмгольцем.

Выясним, что происходит с полной механической энергией при движении тела.Подбросим мяч вертикально вверх с некоторой скоростью 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).Следовательно, и кинетическая энергия станет равной нулю,а потенциальная энергия будет максимальна.

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, а кинетическая энергия становится максимальна, так как скорость тела (υ) максимальна.

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

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

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯИзучение 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.

Обозначим начальную энергию тела , а конечнуюТогда закон сохранения энергии можно записать какили

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.

Примеры решения задач.КИНЕТИЧЕСКАЯЭНЕРГИЯПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ

Камень массой 2 кг летит со скоростью 10 м/с. Чему равна кинетическая энергия камня?Кинетическая энергия камняПодставим числовые значения величин и рассчитаем:

Кирпич массой 4 кг лежит на высоте 5 м от поверхности земли. Чему равна потенциальная энергия кирпича?Потенциальная энергия кирпичаПодставим числовые значения величин и рассчитаем:

Мяч бросают с земли вертикально вверх со скоростью 10 м/с. На какой высоте этот мяч будет иметь скорость, равную 6 м/с?

Решение :Согласно закону сохранения энергии:Разделим правую и левую части равенства на произведение mg