7. В чем заключается закон сохранения импульса? в каких системах он выполняется? Почему он является фундаментальным законом природы

Зако́н сохране́ния и́мпульса(Зако́н сохране́ния количества движения) утверждает, что векторная сумма импульсов всех тел (или частиц) системы есть величина постоянная, если векторная сумма внешних сил, действующих на систему, равна нулю.

Векторная величина

численно равная произведению массы материальной точки на ее скорость и имеющая направление скорости, называется импульсом (количеством движения) этой материаль­ной точки.

Выполняется в инерциальных системах отсчета.

 Закон сохранения импульса справедлив не только в классической механике; он выполняется и для замкнутых систем микрочастиц, т.е. действует и в квантовой механике. Другими словами, этот закон носит универсальный характер и является фундаментальным законом природы.

8. Что называется центром масс системы материальных точек? Как движется центр масс замкнутой системы?

Центром масс (или центром инерции) системы материальных точек называется воображаемая точка С,положение которой характеризует распределение массы этой системы.  в изолированной механической системе центр масс находится в покое или движется равномерно и прямолинейно.

центр масс системы движется как материальная точка, в которой сосредоточена масса всей системы и на которую действует сила, равная геометрической сумме всех внешних сил, приложенных к системе. В соответствии с (9.2) из закона сохранения импульса вытекает, что центр масс замкнутой системы либо движется прямолинейно и равномерно, либо остается непо­движным

Работа и энергия

1. В чем различие между понятием работы и энергии?

Энергия - физическая величина, характеризующая состояние тела или системы тел по их движению и взаимодействию.

Работа — это преобразование энергии, которая производит силу для перемещения тела на расстояние.

2. Как найти работу переменной силы?

Работа переменной силы. Если сила или равнодействующая сил изменяет свою величину или направление, то работа ∆А, совершаемая переменной силой F (или Fрез) на конечном участке траектории вычисляется следующим образом.

= ( F_i∙∆ r_i),

где i = 1,2......, N - номер элементарного участка траектории.

Перемещение и действующая сила на каждом участке соответственно равны F _i и ∆ r _i.

3. Какую работу совершает равнодействующая всех сил , приложенных к телу, равномерно движущемуся по окружности? Нет. Такая равнодействующая приложена по нормали к скорости, а значит, скалярное произведение силы на перемещение равно нулю.  Ну и совсем на пальцах: кинетическая энергия равномерно вращающегося тела не изменяется. Значит, никакой работы над ним не производится.

4. Что такое мощность? Выведите ее формулу.

Скорость совершения работы называется мощностью. N= dA/dt

5. Дайте определения и формулы для известных Вам видов механической энергии.

В механике выделяют два вида энергии: кинетическую энергию и потенциальную энергию.

Кинетическая энергия - энергия движущегося тела.(От греческого слова kinema - движение). По определению кинетическая энергия покоящегося в данной системе отсчета тела обращается в ноль. Кинетическая энергия - величина относительная, зависящая от выбора СО. кинетическая энергия численно равна работе, которую необходимо совершить, чтобы разогнать тело из состояния покоя до данной скорости.

Потенциальная энергия - энергия взаимодействия тел или частей тела. Потенциальная энергия (от латинского potentia - возможность) определяется взаимным расположением тел или частей тела, т.е. расстояниями между ними. E = mgh величина потенциальной энергии определяется выбором системы координат (выбором нулевого уровня). Т.е. она определяется с точностью до постоянной величины.

6. Какова связь между силой и потенциальной энергией?

Потенциальная энергия зависит от положения тела. В зависимости от этого, потенциальная энергия будет либо уменьшаться, либо увеличиваться. Вот здесь и живет связь между потенциальной энергией и силой. Сила показывает направление, в котором потенциальная энергия уменьшается быстрее всего, а величина силы определяется скоростью изменения. Другими словами, сила - градиент потенциальной энергии.

7. Чем обусловлено изменение потенциальной энергии?

При определении изменения энергии следует обращать внимание на то, что изменение потенциальной энергии тела во внешнем консервативном поле равно работе сил поля, взятой с обратным знаком. Сама потенциальная энергия не может быть вычислена без предварительного выбора начала отсчета потенциальной энергии. [5]

8. Необходимо ли условие замкнутости системы для выполнения закона сохранения механической энергии?

Необходимо, поскольку иначе из рассматриваемой системы энергия может выводиться или наоборот - в систему подаваться. Закон сохранения в этом случае выполняться не будет.

9. В чем заключается закон сохранения механической энергии? Для каких систем он выполняется?

Энергия не исчезает и не появляется - она переходит из одной формы в другую. Энергия в замкнутой системе остается неизменной. Закон сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда тела в замкнутой системе взаимодействуют между собой консервативными силами, то есть силами, для которых можно ввести понятие потенциальной энергии.

10. В чем физическая сущность закона сохранения и превращения энергии? Почему он является фундаментальным законом природы?

Энергия никогда не исчезает и не появляется вновь, а лишь превращается из одного вида в другой в эквивалентных количествах. В этом и заключается физическая сущность закона сохранения и превращения энергии: неуничтожимость материи и её движения. Энергии сохранения закон

        один из наиболее фундаментальных законов, согласно которому важнейшая физическая величина — Энергия сохраняется в изолированной системе. Этому закону подчиняются все без исключения известные процессы в природе