20. Неконсервативные силы, диссипация механической энергии. Примеры неконсервативных сил.

Неконсервативные силы – все другие силы, которые не удовлетворяют условию и работа которых зависит от пройденного пути.

В этом случае работа не идёт на увеличение потенциальной энергии, а идёт на увеличение кинетической энергии молекул тела. Кинетическая энергия тела уменьшается, происходит её рассеяние или диссипация. Однако это не означает, что энергия исчезла. Она просто перешла в энергию теплового движения молекул.

Диссипативные силы рассеивают энергию тел (сила трения, сила сопротивления). При наличии сил трения и сопротивления энергия механической системы уменьшается, переходя во внутреннюю энергию тел, что приводит к их нагреванию. Такой процесс называют диссипацией энергии, а силы называют диссипативными. Т.о., сила называется диссипативной, если работа, совершаемая этой силой, зависит от траектории движения тела. А диссипация в механических системах – это переход части их механической энергии в энергию неупорядоченных процессов, в конечном счёте - в теплоту.

Гироскопические силы (сила Лоренца). Эти силы зависят от скорости движения материальной точки и действуют перпендикулярно к этой скорости. Работа таких сил всегда равна нулю, однако от консервативных сил они отличаются тем, что определяются не только положением точки, но и ее скоростью.

Внутренняя энергия тела представляет собой кинетическую энергию невидимого беспорядочного движения атомов и молекул вещества, а также потенциальную энергию их взаимодействия. Беспорядочное движение атомов и молекул воспринимается нашими органами чувств в виде тепла. Таково физическое объяснение кажущейся потери механической энергии при ударе, трении.

21. Потенциалы гравитационной силы, силы упругости и силы тяжести. Консервативные системы, закон сохранения механической энергии.

Потенциальная энергия – энергия, которая зависит от взаимного расположения тел и является энергией взаимодействия.

Потенциал – величина характеризующая поле (гравитационное, электростатическое, магнитное).

1. Сила упругости

Потенциальная энергия пружины:

2. Сила тяжести

3. Гравитационные силы

Консервативная система — физическая система, работа неконсервативных сил которой равна нулю и для которой имеет место закон сохранения механической энергии, то есть сумма кинетической энергии и потенциальной энергии системы постоянна.

П римером консервативной системы служит солнечная система. В земных условиях, где неизбежно наличие сил сопротивления (трения, сопротивления среды и др.), вызывающих убывание механической энергии и переход её в другие формы энергии, например в тепло, консервативные системы осуществляются лишь грубо приближённо. Например, приближённо можно считать консервативной системой колеблющийся маятник, если пренебречь трением в оси подвеса и сопротивлением воздуха.