Проверка закона сохранения энергии.

Цель работы:

• Знакомство с применением физических моделей- консервативная и диссипативная механическая система

• Экспериментальная проверка закона сохранения механической энергии в консервативных и диссипативных системах.

Краткая теория:

Количественной мерой различных видов движения и взаимодействия материи является энергия.

Мерой передачи энергии от одного тела другому в процессе работы является физическая величина, называемая работой силы.

Кинетической называется энергия, связанная с механическим движением системы .

Потенциальной называется энергия, характеризующаяся взаимных расположением тел или частей одного и того же тела и характером сил, действующих между ними.

Потенциальная энергия тела, поднятого над Землей определяется формулой:

, где константа С определяется начальными условиями, т.е. выбором нулевого уровня.

Консервативными называются силы, работа которых не зависит от формы траектории и по замкнутой траектории равна нулю (сила тяжести, сила упругости).

Диссипативными называются силы, работа которых зависит от формы траектории и по замкнутой траектории не равна нулю (сила трения, сила сопротивления).

В замкнутой системе тел, между которыми действуют только консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется.

В замкнутой системе тел, между которыми действуют диссипативные силы, изменение механической энергии равно работе сил трения.

Порядок измерений:

1. Откройте в разделе « Механика» работу « Движение по наклонной плоскости».

2. Установите значения массы тела, угол наклона плоскости, внешней силы и коэффициента трения

2. Снимите метку « тело закреплено» и одновременно включите секундомер. Выключите секундомер в момент, когда тело остановится в конце наклонной плоскости.

3. Выполните эксперимент 10 раз, записывая значения секундомера с точностью до сотых.

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Среднее значение
t,с
V,м/с
S,м
Wk,
Wp,Дж
Aтр,Дж
Aвн,Дж
Wполн,Дж

2. Вычислите по формуле скорость тела.

3. Вычислите по формуле длину наклонной плоскости.

4. Вычислите по формуле кинетическую энергию в конце наклонной плоскости.

5. Вычислите по формуле потенциальную энергию в верхней точке наклонной плоскости.

6. Вычислите по формуле работу силы трения на участке спуска.

7. Вычислите по формуле работу внешней силы на участке спуска.

8. Вычислите средние значения этих параметров и запишите их в столбец « средние значения».

9. Выполните проверку закона сохранения энергии при наличие в механической системе диссипативных сил

2. Сделайте вывод по проделанной работе.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопросы для самоконтроля:

1. Что называется кинетической энергией? По какой формуле она рассчитывается?

2. Что называется потенциальной энергией? Формула потенциальной энергии.

3. Что называется нулевым уровнем потенциальной энергии? Как он определяется? Может ли потенциальная энергия быть меньше нуля.

4. В чем состоит понятие работы? Энергии?

5. Какие силы называются консервативными? Приведите примеры.

6. Какие силы называются диссипативными? Приведите примеры.

7. Какая система тел называется замкнутой?

8. В чем заключается закон сохранения механической энергии в системе, где действуют только консервативные силы?

9. В чем заключается закон сохранения механической энергии в системе, где действуют диссипативные силы?

10. Проанализируйте превращения энергии при движении тела на американских горках.

11. Что называется потенциальными кривыми?

Лабораторная работа № 4