Закони збереження енергії Енергія, види енергій
Енергія не може зникати безслідно або виникати з нічого.
Є багато різновидів енергій. Усі вони мають свою формулу та вимірюються у джоулях
Згадаємо деякі з них
(Кількість
теплоти – процес теплообміну)
(Кількість
теплоти – процеси кристалізації,
плавлення)
(Кількість
теплоти – процес конденсації,
пароутворення)
(Кількість
теплоти – процес горіння)
(внутрішня
- ідеального газу)
(Ядерна
)
(потенціальна
для заряду у електричному полі)
Більш уважно повторимо механічні енергії
(потенціальна
енергія, піднятого над землею тіла)
(кінетична
енергія)
(потенціальна
енергія переходить у кінетичну і навпаки,
а їх сума – не змінна)
Робота
Робота дорівнює
добутку величини проекції вектора сили
на
напрямок руху тіла і величини вчиненого
переміщення
.
Робота
– теж вимірюється у джоулях,
але по суті – робота не являється
енергією. Щоб виконати роботу – треба
здійснити переміщення
та
витратити енергію. Після цього –
змінюються потенціальні та кінетичні
енергії тіл, над якими виконувалась
робота. Тобто, робота
– дорівнює різниці енергій (кінетичних
чи потенціальних)! Зверніть увагу на
знак
у
останній формулі. Це – грецька літера
«дельта» і вона означає різницю.
Основні поняття механіки поступального та обертального рухів.
Рівняння руху.
Рівномірний рух |
||||||
Рівномірний рух (вздовж лінії траєкторії) |
Рівномірний рух по колу (вздовж окружності) |
Р |
||||
шляху.
|
(довжина дуги), яку пройшло тіло R вздовж окружності. – швидкість тіла вздовж лінії окружності. |
𝛗 𝛗 радіус-вектор, є мірою пройденого шляху.
на який повертається радіус-вектор за 1 сек. |
||||
|
|
|
||||
|
|
|
||||
|
||||||
Рівно-прискорений рух вздовж траекторії |
Рух тіла під дією сили тяжіння |
Р |
Р |
|||
величина, на яку збільшується швидкість тіла за 1 секунду |
прискорення вільного h падіння у грав. полі. |
тіла вздовж лінії окружності R (тангенціальне) |
ε 𝛗 прискорення R
|
|||
- довжина пройденого шляху |
|
- довжина пройденого шляху (довжина дуги), яку пройшло тіло вздовж окружності. |
𝛗 - кут, на який повернувся радіус-вектор, є мірою пройденого шляху. |
|||
- миттєве значення швидкості тіла |
- миттєве значення швидкості тіла |
- миттєве значення швидкості тіла вздовж лінії окружності |
- миттєве значення кутової швидкості тіла |
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
Зв'язок лінійних та кутових характеристик |
||||||
Увага! Ці формули справедливі, якщо кутові характеристики мають розмірність радіан! 𝛗
,
|
|
|||||
івномірний
рух
по колу(кутові
характеристики)
-
довжина
пройденого
– швидкість
тіла.
-
довжина
пройденого шляху
-
кут,
на який повернувся
-
кутова швидкість тіла -
кут,
(Довжина
всієї окружності)
Рівноприскорений
рух
івноприскорений
рух
по
колу
івноприскорений
рух
по
колу
(кутові
характеристики)
-
прискорення
-
прискорення
-кутове
-
висота
ε
(
пройдений шлях →
кут)
(швидкість
→
кутова швидкість)
(прискорення
вздовж лінії окружності (тангенціальне)
→
кутове прискорення)
Доцентрове
прискорення
(або
нормальне
доцентрове нормальне ). Воно не впливає ні на швидкість руху тіла вздовж лінії окружності, ані на кутову швидкість. Тому його краще розглядати окремо. Для цього прискорення існують такі дві формули:
(У системі відліку, пов’язаній з тілом, з’являється так зване центробіжне прискорення, яке дорівнює доцентровому, але протилежне йому за напрямком).
|
Існує
зв'язок між доцентровим прискоренням
Якщо
тіло просто падає вниз, то прискорення
вільного падіння (
|
та
прискоренням вільного падіння
.
Якщо
надати тілу горизонтальну складову
швидкості
,
то воно буде рухатися по параболі з
певною кривизною. Але, якщо швидкість
буде достатньо великою, такою, щоб
кривизна траєкторії була як у планети
Земля, то тіло стане її супутником.
(Супутник рухається вздовж окружності,
як правило, з постійною швидкістю
.)
Закон збереження імпульсу
Імпульс – векторна фізична величина, яка є мірою кількості руху тіла. Напрямок імпульсу співпадає з напрямком швидкості.
Закон: Сума імпульсів тіл до взаємодії дорівнює сумі імпульсів тіл після взаємодії.
– імпульс
сили, величина, на яку змінюється імпульс
кожного
тіла під час взаємодії (F[Н]
- сила,
t[с]
– час взаємодії).
(Увага! Під час взаємодії під кутом, та при зміні імпульсу застосовують правила векторного обчислення.)