2. Работа силы. Мощность. Энергия.

Пусть тело на которого действует некоторая сила проходит, двигаясь по некоторой траектории, путьS. Действие силы на путиS характеризуется величиной которая называется работой.

при F = const

Работа - Мера передачи действия (механического) от одного тела к другому в процессе взаимодействия

Силы, работа которых не зависит от формы пути, а определяется только наличным и конечным положениями тела в пространстве, называются консервативными или потенциальными.

Силы, работа которых зависит от формы пути называются неконсервативными.

Силы консервативные тогда, когда в системе нет перехода механического движения в другие формы движения материи или наоборот.

Силы, работа которых возрастает по величине, при увеличении пути независимо от того, замкнут путь или нет, называются диссипативными. В этом случае механическая энергия переходит во внутреннюю, и работа этих сил определяется не однозначно.

Мощность - скалярная физическая величина равная отношению произведенной работы к промежутку времени в течении которого эта работа произошла.

Механическое движение может переходить в другие виды движения материи (в тепловое, в электромагнитное действие и др.). Переходы осуществляются в строго определённых количественных соотношениях. Общей мерой для всех видов движения материи является энергия.

Энергия - Мера количества любых видов движения материи (тела).

Энергия - физическая величина характеризующая способность тела совершать работу. Для характеристики изменения энергии взаимодействующих тел введена специальная физическая величина - работа силы.

Кинетической энергией называется энергия движущегося тела.

Работа равнодействующей сил приложенных к телу, равна изменению кинетической энергии тела.

Если действует ещё сила трения, то A_тр< 0 и кинетическая энергия тела будет уменьшаться.

Потенциальной энергией тела Энергия, обусловленная взаимным расположением тел или частей одного и того же тела и характером их взаимодействия.

Сила направлена всегда в сторону уменьшения потенциальной энергии.

Работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии тела взятому с противоположным знаком

Физическая величина, равная половине произведения жесткости тела (пружины) на квадрат его деформации, называют потенциальной энергией упругодеформированого тела.

Работа силы упругости равна изменению потенциальной энергии упруго деформированного тела взятому с противоположным знаком

Если на частицу в каждой точке пространства действует определённая сила, то эту совокупность сил называют силовым полем. Если силы поля постоянны по величине, неизменны по направлению и не зависят от времени, то образуемые ими поля называютсяоднородные и постоянные силовые поля.

В однородном постоянном силовом поле:

а) работа по замкнутому пути равна нулю.

б) работа при переносе материальной частицы из одного положения в другое не зависит от формы пути, а определяется положением начальной и конечной точек переноса.

6. Законы сохранения импульса и полной механической энергии.

Изолированной, или замкнутой, называют систему тел, взаимодействующих только между собой и не взаимодействующих с телами, не входящими в систему.

Центром масс (центр инерции) - точка, характеризующая распределение масс в механической системе. Радиус вектор центра масс системы состоящей из n точек, равен

где m_i, r_i - масса и радиус вектор i-ой точки. При движении тела системы его центр масс движется как материальная точка с массой, равной массе всего тела, к которой приложены все силы, действующие на тело.

Так как система под действием внешних сил движется, то координаты центра масс со временем меняются

Если система замкнута, т.е.

то

Закон сохранения импульса: полный импульс замкнутой системы сохраняется неизменным, а центр масс движется равномерно и прямолинейно (или покоится).

Векторная сумма импульсов тел, входящих в замкнутую систему, остается неизменной при механическом взаимодействии тел внутри этой системы.

Сумма кинетической и потенциальной энергии тела называется полной механической энергией тела.

Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения и упругости, остается неизменной.

При любых физических взаимодействиях энергия не возникает не исчезает, а только превращается из одной формы в другую.