Всего на сайте:
248 тыс. 773 статей

Главная | Физика

Вопрос № 4.. Потенциальная и кинетическая энергия. Потенциальное силовое поле. Зако..  Просмотрен 514

  1. Вопрос №7.. 1. Механические волны. Скорость и длина волны, волновой фронт. Функция..
  2. Вопрос №9.. Внутренняя энергия и теплота. Распределение энергии по степеням свобод..
  3. Вопрос 15. Проводники в электростатическом поле. Электростатическая индукция.
  4. Вопрос 19. Закон Ома( для участка цепи, цепи с источником ЭДС, дифференциальная формулировка). Мощность источника ЭДС.
  5. Вопрос 20. Физическая природа сопротивления. Основные представления электронной теории проводимости. Сверхпроводимость.
  6. Вопрос 21. Термоэлектронная эмиссия. Вакуумный диод: устройство, назначение и вольт- амперная характеристика.
  7. Вопрос 22. Электрический ток в жидкостях. Электролиз.
  8. Вопрос 23. Электрический разряд в газах: ионизация, вольт- амперная характеристика, виды газового разряда. Плазма.
  9. Вопрос 24. Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления Зеебека и Пельтье.
  10. Вопрос 25. Магнитное поле: магнитный момент контура с постоянным током, напряженность, закон Био- Свара.
  11. Вопрос 26. Закон Ампера. Взаимодействие прямолинейных проводников с постоянным током.
  12. Вопрос 28. Работа при перемещении проводника и контура с постоянным током в МП.

Потенциальная и кинетическая энергия. Потенциальное силовое поле. Закон сохранения импульса.

Кинетическая энергия механической системы — это энергия механического движения этой системы.

Сила, действуя на покоящееся тело и вызывая его движение, совершает работу, а энергия движущегося тела возрастает на величину затраченной работы. Таким образом, приращение кинетической энергии частицы на элементарном леремещении равно элементарной работе на том же перемещении: Тело массой движущееся со скоростью обладает кинетической энергией

Кинетическая энергия зависит только от массы и скорости тела. Поэтому кинетическая энергия: (1) является функцией состояния системы; (2) всегда положительна; (3) неодинакова в разных инерциальных системах отсчета.

Потенциальная энергия (W) — механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними. Потенциальная энергия системы, подобно кинетической энергии, является функцией состояния системы. Она зависит только от конфигурации системыи её положения по отношению к внешним телам.

Примеры потенциальной энергии:

1) Потенциальная энергия тела массой m на высоте h :

Потенциальная энергия пружины, растянутой на длину

Единица кинетической и потенциальной энергии Джоуль (Дж).

Закон сохранения энергии. Полная механическая энергия системы — энергия механического движения и взаимодействия т.е. равна сумме кинетической и потенциальной энергий. Всистеме тел,между к-рымидействуют только консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется,т.е.не изменяется со временем:

Пусть взаимодействие тел осуществляется посредством силовых полей, характеризующихся тем, что работа, совершаемая действующими силами при перемещении тела из одного положения в другое, не зависит от того, по какой траектории это перемещение произошло, а зависит только от начального и конечного положений. Такие поля называются потенциальными, а силы, действующие в них,- консервативными.

 

 

Вопрос №5.Динамика вращательного движения: основные велечины, основное уравнение и закон сохранения момента импульса.

---основное уравнение динамики вращательного движения (момент силы)

Моментом импульса (количества движения) материальной точки А относит-но неподвижной точкиОназывают физич. величину, определяемую векторным произведением:

В качестве характеристики инертности при вращательном движении МТ или твердого тела используется не масса (или не просто масса), а момент инерции. Моментом инерции МТ относительно оси вращения называют произведение массы, сосредоточенной в этой МТ, на квадрат расстояния от оси:

Если АТТ совершает поступательное и вращательное движения одновременно, то его полная кинетическая энергия равна сумме кинетических энергий: Из сопоставления формул кинетической энергии для поступательного и вращательного движений видно, что в качестве меры инертности при Моментом силы относительно неподвижной точки Оназывается физическая величина определяемая векторным произведением радиуса-вектора проведенного из точки О в точку А приложения силы, на силу Модуль момента силы: вращательном движении выступает момент инерции тела.

В замкнутой системе момент внешних сил равен нулю: следовательно, из ур-ния (*) ¾ т.е.

закон сохранения момента импульса: момент импульса замкнутой системы сохраняется, т.е. не изменяется с течением времени. Это — фундаментальный закон природы..Если ось вращения проходит ч/з центр масс, то имеет место векторное равенство где главный момент инерции тела (момент инерции относительно оси, проходящей ч/з центр масс). выражение 2-ого закона Ньютона для вращат. движения (уравнение динамики вращат. движения).

Используя величину момента импульса, основное уравнение динамики вращат. движения твердого телам-но выразитьтаким соотношением:

1)Основное уравнение динамики

2) Кинетическая энергия

3) Работа постоянного момента силы

4) Элементар. работа момента силы

5) Работа переменного момента силы

6) Мощность

Вопрос №6.Пружинный маятник. Кинетическая, потенциальная и полная энергия колебательного движения.

Колебания, при к-рых смещение МТ меняется со временем только по закону косинуса (или синуса), называютгармоническими.Такие колебания описываются уравнением: Здесь: смещение МТ от положения равновесия в момент времени

-фаза колебания; - угол в момент времени (начальная фаза);

A амплитуда колебания = - максимальное смещение МТ от положения равновесия

циклическая или круговая частота, равная числу колебаний, к-рые совершает МТ за секунд.

используется и линейная частота (или просто частота) колебаний число колебаний за 1с. На нижней зависимости — гармоническое колебание с частотой и

Рассматривается пружинный маятник, а это уже — тело массы m, движущееся горизонтально без трения за счет упругости пружины ; ; , здесь - постоянная величина, зависящая от характеристик колеблющейся системы. Итак, гармонические колебания порождаются силой , а это и есть упругая сила, подчиняющаяся закону Гука. Теперь м-но написать дифференциальное уравнение (ДУ), описывающее гармонич. колебания: или

Þ ;

Колебания возникают при деформации растяжения – сжатия некоторого тела, а именно – пружины, и соответству Используя соответствующие формулы для энергий, несложно получить, во-1-ых, выражение для мгновенного значения кинетич. энергии; во-2-ых, мгновенное значение потенциальной энергии, наконец, в-3-их, полная энергия пружинного маятника (полная механическая энергия колебаний не испытывает ¾

Физич. систему, колебания к-рой м-но приближенно рассматривать как гармонические, называютгармоническим осциллятором(ГО).

Математически временнýю динамику (изменение во времени) такой системы описывают дифференциальным ур-нием здесь переменная, описывающая отклонение нек-рой величины от её равновесного положения частота отклонения.

 

Предыдущая статья:Вопрос №3.. Работа силы. Энергия и мощность. Работа силы — это количественная хар.. Следующая статья:Вопрос №7.. 1. Механические волны. Скорость и длина волны, волновой фронт. Функция..
page speed (0.0146 sec, direct)