3)Кинетическая и потенциальная энергия. Механическая работа и мощность. Консервативные и неконсервативные силы. Работа в поле этих сил. Закон сохранения энергии.

Механическая работа — это физическая величина, являющаяся скалярной количественной мерой действия силы или сил на тело или систему, зависящая от численной величины, направления силы (сил) и от перемещения точки (точек) тела или системы

Кинетическая энергия – энергия движущегося тела.

Потенциальная энергия – энергия взаимодействия тел и частей тел.

Зависит от:

• Взаимного расположения

• Конфигурации тел

Определяется:

• Видом поля сил

• Точкой отсчёта

- в поле сил тяжести

– в поле упругих сил

Энергия характеризует состояние системы, а изменение состояния системы характеризует работа (А).

В поле консервативных сил, работа по замкнутой системе равно 0.

Консервативные силы – силы, работа в поле которых не зависит от пути (перемещения) движения системы или частицы, а зависит только от начального и конечного состояния.

Закон сохранения энергии:

– полная механическая энергия замкнутой консервативной системы не изменяется в процессе её движения.

4)Импульс механической системы. Закон сохранения импульса. Центр масс механической системы. Теорема о движении центра масс.

Законы сохранения:

• Импульса

• Момента импульса

• Энергии

Универсальны, не имеют ограничений, применимы как в макро, так и в миктромире. В основе законов сохранения лежат основные свойства пространства и времени:

• Однородность пространства;

• Изотропность пространства;

• О днородность времени (равнозначность всех моментов времени).

Импульс - векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения тела. В классической механике импульс тела равен произведению массы m этого тела на его скорость v, направление импульса совпадает с направлением вектора скорости:

Закон сохранения импульса утверждает, что векторная сумма импульсов всех тел (или частиц) замкнутой системы есть величина постоянная.

В классической механике закон сохранения импульса обычно выводится как следствие законов Ньютона. Из законов Ньютона можно показать, что при движении в пустом пространстве импульс сохраняется во времени, а при наличии взаимодействия скорость его изменения определяется суммой приложенных сил.

Вывод закона: Рассмотрим второй закон Ньютона Перепишем его для системы из N частиц: где суммирование идет по всем силам, действующим на n-ю частицу со стороны m-ой. Согласно третьему закону Ньютона, силы вида и будут равны по абсолютному значению и противоположны по направлению, то есть Тогда после подстановки полученного результата в выражение (1) правая часть будет равна нулю, то есть: или

Как известно, если производная от некоторого выражения равна нулю, то это выражение есть постоянная величина относительно переменной дифференцирования, а значит: (постоянный вектор).

То есть суммарный импульс системы частиц есть величина постоянная. Нетрудно получить аналогичное выражение для одной частицы.

Следует учесть, что вышеприведенные рассуждения справедливы лишь для замкнутой системы.

Также стоит подчеркнуть, что изменение импульса зависит не только от действующей на тело силы, но и от продолжительности её действия.

Импульс замкнутой изолированной системы не изменяется с течением времени.