44. Анализ понятия энергии.

Понятие энергии –это свойство или способность тел совершать работу.определения энергии: 1. Энергия как функция состояния определяется через координаты и импульсы, т.е. через величины, изменение которых представляет ту или иную формы движения. Любому переходу системы из одного состояния в другое соответствует строго определённое изменение энергии. Если система возвращается в исходное состояние, то общее изменение энергии . Для изолированной системы – закон сохранения энергии. 2. используя определение и – вводят понятие кинетической энергии. При изучении потенциальной энергии необходимо довести до сознания школьников, что потенциальная энергия в механике – это энергия взаимодействия хотя бы двух тел.. При обсуждении вопроса о нулевом уровне потенциальной энергии следует отметить, что, во-первых, определяют не саму потенциальную энергия, а её изменение: т.е. выбор нулевого уровня произволен и диктуется соображениями удобства. И, во-вторых, за нулевой уровень обычно выбирают такое состояние, при котором потенциальная энергия стремится к минимальному значению. При совершении работы увеличение кинетической энергии сопровождается убыванием потенциальной (и наоборот), формулируют закон сохранения энергии для замкнутых систем. 3. Понятие энергии независимо от работы, с последующим раскрытием связи между ними. Суть этого подхода в том, что находят сохраняющуюся в механике величину и дают определение: Затем вводят работу как изменение кинетической энергии E_k: Здесь ученики следят за сохранением величины..Представляется наиболее приемлемым подход, при котором понятия работы и энергии вводятся одновременно при рассмотрении торможения и разгона тел. Никакая сила не может мгновенно изменить скорость тела, и тело, следовательно, пройдёт путь S. В этом суть понятия массы. Вычисляя путь при торможении, получают:

(В первой формуле заложено определение работы, во второй – кинетической энергии).. Кинематические соотношения являются следствием второго закона Ньютона и получаются в школе путём его неявного интегрирования с помощью представления перемещения как площади, ограничиваемой осями координат и зависимостью скорости от времени (V(t)).

В таком подходе сразу видны все основные особенности понятий энергии и работы (нулевой уровень, работа – как изменение энергии). Сразу же получаются и законы сохранения энергии:

_{Кинетическая энергия.} A=Fs;F=ma; ;след-но Физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости, называется кинетической энергией тела. ; Потенциальная энергия тела: Выражение показывает, что работа силы тяжести при перемещении тела массой m из точки, расположенной на высоте h₁, в точку расположенную на высоте h₂ от поверхности земли, по любой траектории равна изменению некоторой физической величины, равной произведению mgh, взятому с противоположным знаком. Физическую величину равную произведению массы тела на модуль ускорения свободного падения и на высоту, на которую поднято тело над поверхностью Земли, называют потенциальной энергией тела.