Рассмотрим ІІ закон Ньютона еще раз:
из кинематики: => Подставив вместо ускорения эту формулу получим:
Величина равная произведению , действующей на тело, на перемещение тела под действием данной силы называется работой данной силы.
скалярная величина
где
Величина называется кинетическая энергия Ек
- конечная кинетическая энергия
- начальная кинетическая энергия
или
А = Ек – Ек0 = ΔЕК = ΔК
2-е определение А:
Работа есть изменение кинетической энергии тела
а) А силы тяжести
Пусть тело свободно падает с высоты h0 и через время t будет находиться на высоте h т.е. совершит перемещение h - h0, тогда:
А = Fт Δr = mg (h – h0) = mgh – mgh0
т.к. h > h0 то справа значение будет «-»(отрицательным). Т.к. то А должна быть «+» (положительной).
Чтобы этого избежать перед величиной справа поставим знак «-», тогда:
А = -mg (h - h0) = - (mgh – mgh0)
величина mgh = П называется потенциальной энергией тела, массой m, поднятого на высоту h.
П = mgh – конечная потенциальная энергия
П0= mgh0 – начальная потенциальная энергия
тогда А = - (П – П0) = - ΔП
3-е определение А
Работа есть изменение потенциальной энергии взятой со знаком «-».
Рассмотрим второй случай – подъем:
А = FT Δh = mg (h - h0)
тело находясь на высоте h0 поднимается на высоту h.
Справа величина «+» т.к.
h > h0 => mg(h - h0) > 0
Но слева А < 0 т.к.
Чтобы убрать это несоответствие справа снова поставим «-» и получим
А = -mg(h - h0) = -(mgh – mgh0)
Определение подтверждается
б) Рассмотрим А силы упругости А = <Fy> Δr, Δr = Δx2- Δx1
т.к. Fy ~ Δx, а Δx всегда разное, то и Fy имеет разное значение в разных точках => необходимо рассматривать , тогда. Подставляя вместо сил упругости их формулы и расскрывая скобки получим: , и вновь ставим знак «-» , т.к. всегда. Следовательно формула для расчёта работы, выполняемой силой упругости будет иметь вид:
, если растяжение, то А<0, если сжатие, то А>0, разность энергий в скобках называется разностью потенциальных энергий деформированного тела
тогда А = - Δ П !!!
в) Рассмотрим А силы трения
А = Fтр Δr, где Δr – тормозной путь
т.к. всегда, то Атр всегда <0
Атр = μNΔr или Атр = maΔr
!!! т.к. при подъеме А есть изменение Екин и А есть одновременно изменение Ер, то Δ Екин= -Δ Ер
Ек – Ек0 = -(Ер – Ер0)Закон сохранения энергии для одного тела:
Ер0+ Ек0 = Ек + ЕрЕр0+ Ек0 - начальная полная механическая энергия тела W0
Ек + Ер - конечная полная механи-ческая энергия тела WДля двух тел:
Ек01 + Ер01 + Ек02 + Ер02 = Ек1 + Ер1 + Ек2 + Ер2
!!! Если W0 ≠ W => W0 = W + Q, где Q или А – потери энергии на выделение тепла или А- работа против Fтр.
О сайте | Разработчики
Гродненская область, г. Лида, ул. Ленинская, д.15
e-mail: fizmatushki@yandex.ru