10

Вопрос 1

Энергия — это универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. Изменение механического движения тела вызывается силами, действующими на него со стороны других тел.

Работа силы — это количественная характеристика процесса обмена энергией между взаимодействующими телами. При прямолинейном движении тела под действием постоянной силы к-рая составляет некоторый угол  с направлением перемещения, работа этой силы равна: здесь длина пути, пройденного телом под воздействием силы.

Чтобы характеризовать скорость совершения работы, вводят понятие мощности. Мощность P равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется точка приложения этой силы:

Единица работы — джоуль (Дж) - работа совершаемая силой 1 H на пути 1м: 1 Дж =1Нм.

Единица мощности — ватт (Вт): 1 Вт — мощность, при которой за время 1 с совершается работа 1 Дж: 1 Вт =1 Дж /с.

Кинетическая и потенциальная энергия механической системы

Кинетическая энергия механической системы — это энергия механического движения этой системы.

Сила, действуя на покоящееся тело и вызывая его движение, совершает работу, а энергия движущегося тела возрастает на величину затраченной работы. Таким образом, приращение кинетической энергии частицы на элементарном леремещении равно элементарной работе на том же перемещении: Тело массой движущееся со скоростью обладает кинетической энергией

Кинетическая энергия зависит только от массы и скорости тела. Поэтому кинетическая энергия: (1) является функцией состояния системы; (2) всегда положительна; (3) неодинакова в разных инерциальных системах отсчета.

Потенциальная энергия (W) — механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними. Потенциальная энергия системы, подобно кинетической энергии, является функцией состояния системы. Она зависит только от конфигурации системы и её положения по отношению к внешним телам.

Вопрос 2

Закон сохранения энергии. Полная механическая энергия системы — энергия механического движения и взаимодействия т.е. равна сумме кинетической и потенциальной энергий. В системе тел, между к-рыми действуют только консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется, т.е. не изменяется со временем: Сформулированный закон сохранения — фундаментальный закон природы.

Закон сохранения импульса. Механической системой называют совокупность МТ, рассматриваемых как единое целое. Физическое тело м-но рассматривать как систему МТ. C системой МТ связывается характерное понятие центра масс ситемы (или физического тела)  приближённо движение системы МТ (тела) м-т быть описано движением этой точки.

Импульс замкнутой системы тел не изменяется с течением времени (сохраняется); формально это нетрудно указать, следуя основному ур-нию динамики здесь сумма внешних сил, действующих на систему. Поск-ку рассматривается замкнутая система, т.е., откуда (импульс неизменен).

Удар (соударение) — столкновение двух или более тел, при котором взаимодействие длится очень короткое время. Центральный удар — удар, при котором тела до удара движутся по прямой, проходящей через их центры масс.

Абсолютно упругий удар — столкновение двух тел, в результате к-рого в обоих взаимодействующих телах не остается никаких деформаций и вся кинетич. энергия, к-рой обладали тела до удара, после удара снова превращается в кинетическую энергию. В этом случае выполняются законы сохранения импульса и сохранения механической энергии.

Соотношения для закона сохранения энергии и импульса соответственно следующие: и

Абсолютно неупругий удар — столкновение двух тел, в результате к-рого они объединяются, двигаясь далее как единое тело. Для шаров с массами m₁ и m₂ и со ск-стями и скорость после удара определяется из соотношения для закона сохранения импульса (закон сохранения механич. энергии не выполняется): Вследствие деформации часть кинетической энергии переходит во внутреннюю энергию тел (разогрев). Величина снижения кинетич. энергии выражается так: