2. Закон сохранения импульса. Реактивное движение.

Закон сохранения импульса. Из законов динамики И. Ньютона был выведен «закон сохранения импульса»: при движении в пустом пространстве импульс сохраняется во времени, а при наличии взаимодействия скорость его изменения определяется суммой приложенных сил.

Понятие импульса. Импульс (Количество движения) – это векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения тела.

Формула определения импульса. В классической механике импульс тела определяется произведением массы m этого тела на его скорость v, а направление импульса совпадает с направлением вектора скорости:

Физический смыл понятий: «сохранение» и «замкнутая система тел». Сохранение. Будем считать, что любая физическая величина является сохраняющей, если ее значение не зависит от времени.

Замкнутая система тел. Под этим термином понимается система из нескольких тел, которые взаимодействуют между собой, но не взаимодействуют с другими телами.

Значение Закона сохранения импульса для современных исследований. Закон сохранения импульса при столкновении элементарных частиц позволяет получить необходимую информацию при проведении опытов в Большом андронном коллайдере, при столкновении частиц.

Реактивное движение. Реактивное движение – это разновидность механического движения, которое возникает в том случае, если от тела отделяется и движется с некоторой скоростью одна из его частей.

Схематическое устройство ракеты. Используется анимационный ролик.

К. Э. Циолковский и значение его открытия. К. Э. Циолковский (5.09.1857 - 19.09.1935гг) русский учёный - самоучка и изобретатель, школьный учитель. Основоположник теоретической космонавтики. Вывел формулу, позволяющую рассчитать максимальную скорость, которую может развить ракета, используемую в современных космических аппаратах.

Формула Циолковского для определения максимальной скорости ракеты.

v_max – максимальная скорость ракеты, 

v₀ – начальная скорость,

v_r – скорость истечения газов из сопла, 

m – начальная масса топлива,

M – масса пустой ракеты.

3. Закон сохранения механической энергии. Потенциальная и кинетическая энергия.

Механическая энергия. Механическая энергия - это энергия, связанная с движением объекта или его положением, позволяющая совершать механическую работу.

Понятие энергии. Если тело или несколько взаимодейст-вующих между собой тел (система тел) могут совершить работу, значит они обла-дают энергией.

Выражение энергии в системе СИ. Энергия выражается в системе СИ в тех же единицах, что и работу, т. е. в джоулях - Дж.

Потенциальная энергия. Потенциальной (лат. potentia - сила) называется энергия, которая определяется взаимным положением взаимодействую-щих тел или частей одного и того же тела.

Сила тяжести как потенциальная сила. Сила тяжести является потенциальной силой, которая содержит потенциал для выполнения определенной работы. Работа, совершаемая телом под воздействием силы тяжести, прямо пропорциональна пройденному телом расстоянию и приложенной к нему силе.

Расчет величины работы силы тяжести (анимация).

Физическая формула потенциальной энергии. Если работа определяется формулой :, то и потенциальная энергия Еп равна этой же величине: , где g - ускорение свободного падения, m - масса тела, h - высота, на которую поднято тело.

Кинетическая энергия. Потенциальная энергия, реализуясь, становится энергией кинетической. Этот процесс всегда связан с движением. Энергия, которой обладает тело в результате своего движения, называется кинетической (греч. cinema - движение).

Физическая формула кинетической энергии.

, т.е. чем больше масса тела, и его скорость, с которой он движется, тем больше его кинетическая энергия.

Полная механическая энергия замкнутой системы. Сумма потенциальной и кинетической энергий образуют механическую энергию. Полная энергия системы остаётся постоянной. E = Ep + Ek = const.

Закон сохранения механической энергии. Полная механическая энергия в замкнутой системе тел взаимодействующих друг с другом посредством сил тяготения или сил упругости остается неизменной при любом движении этих тел:

Понятие внутренней энергии тела. Кинетическая энергия всех молекул, из которых состоит тело, и потенциальная энергия их взаимодействия составляют внутреннюю энергию тела.

Понятие теплопередачи. Внутренняя энергия тел изменяется: путем теплопередачи от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.

Теплопередача осуществляется тремя способами: Теплопроводностью; Конвекцией; Излучением.