7. Энергия, как мера различных форм движения и взаимодействия материи. Работа силы и ее выражение через криволинейный интеграл.

Энергия - универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. Различные формы энергии связывают с различными формами движения материи: механическую, тепловую, электромагнитную, ядерную и пр. В одних случаях форма движения материи не изменяется (например, холодное тело нагревает горячее), в других - переходит в другую форму (например, механическое движение превращается в тепловое в результате трения). Однако существенно, что во всех перечисленных случаях энергия, отданная (в той или иной форме) от одного тела другому телу, равна энергии, которую получило последнее тело.

Работа, совершенная постоянной силой при перемещении тела на прямолинейном участке пути , равна , где – угол между векторами силы и перемещением .

Рис. 7.1	Очевидно, что площадь прямоугольника, заштрихованного на рисунке 7.1, численно равна работе при перемещении тела из точки с координатой x1 в точку с координатойx2.
Если взять участок траектории от точки 1 до точки 2, то работа на нем равна алгебраической сумме элементарных работ на отдельных бесконечно малых участках пути. Поэтому эту сумму можно привести к интегралу

8. Кинетическая энергия материальной точки и системы материальных точек и ее связь с работой внешних сил.

Кинетическая энергия это способность тела преодолевать препятствование во время движения.

Кинетическая энергия материальной точки

 Кинетической энергией материальной точки называется скалярная величина, которая равняется половине произведения массы точки на квадрат ее скорости.

 Кинетическая энергия:

• характеризует и поступательное, и вращательное движения;

• не зависит от направления движения точек системы и не характеризует изменение этих направлений;

• характеризует действие и внутренних, и внешних сил.

Кинетическая энергия механической системы

Кинетическая энергия системы равняется сумме кинетических энергий тел системы. Кинетическая энергия зависит от вида движения тел системы.

Изменение кинетической энергии механической системы равно алгебраической сумме работ всех внешних и внутренних сил, действующих на эту систему , если система не деформируется, то работа внутренних сил равна нулю , тогда .

9. Поле, как форма материи, осуществляющая силовые взаимодействия. Консервативные и неконсервативные силы.

Физики до XIX века считали, что абсолютно пустого пространства не существует, что все заполнено какой-то средой, например мировым эфиром, через который и осуществляется взаимодействие. Однако к ХХ веку выяснилось, что нет никакого эфира, через который якобы передается взаимодействие. Современная физика утверждает, что силовые взаимодействия осуществляются полями, то есть тело 1 возбуждает в окружающем пространстве силовое поле, которое в месте нахождения тела 2 проявляется в виде действующих на него сил. В свою очередь тело 2 возбуждает аналогичное силовое поле, действующее на тело 1.

Поле – это объективная реальность, посредством которой передаётся взаимодействие. Поле, наряду с веществом, является одним из видов материи.

Консервативными называются силы, работа которых не зависит от формы траектории, а определяется только положением её начальной и конечной точек.

К классу консервативных относятся, например, гравитационные силы, упругие, силы электростатического взаимодействия.

Силы, работа которых на замкнутом пути не равна нулю, называются неконсервативными. К числу таких сил относятся, например, сила трения и сила вязкого сопротивления. Легко понять, что при движении частицы по замкнутому контуру работа подобных сил будет отрицательной.