2.4.5. Рамка с током в однородном магнитном поле. Момент сил, действующих на рамку. Магнитный момент. Потенциальная энергия витка с током во внешнем магнитном поле.

Рамка с током в одн магн поле ориент определен образом, т.е. она ориент по полю согласно правилу правого винта. Т.к. рамка с током испытывает ориентирующее действ поля, то на нее действ пара сил с моментом. Этот вращ момент зависит как от св-в поля в данной точке так и от св-в рамки: , где P_m – магн момент рамки с током. В случае если рамка с током явл плоским контуром: , где n – единичный вектор, S – площадь плоского контура рамки.

1.3.6. Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия.

Силы, работа которых не зависит от формы пути, называются консервативными.

Работа консервативных сил по замкнутому контуру равна нулю.

Потенциальная энергия – работа сил поля (консервативных сил) по перенесению тела из данной точки на нулевой потенциальный уровень.

1.3.7 Закон изменения механической энергии. Закон сохранения энергии.

1. Рассмотрим произвольную механическую систему, состоящую из п материальных точек. Ее кинетическая энергия W_K выражается формулой (3.13), а изменение этой энергии при малом перемещении системы равно сумме работ, совершаемых при этом всеми внешними и внутренними силами:

Сумму элементарных работ δA_t всех сил, приложенных к i-й материальной точке системы, удобно разбить на две части:

, где δАi^пс и δАi^нпс — суммы элементарных работ, совершаемых над i-той материальной точкой соответственно всеми потенциальными и всеми непотенциальными силами. Тогда

Где результирующая работа всех непотенциальных сил, действующих на систему.

2.Из определения потенциальной энергии системы W_n следует, что,

Подставляя это выражение, получаем или

Где изменение механической энергии системы равно алгебраической сумме работ всех непотенциальных сил, действующих на систему, и изменения потенциальной энергии системы за рассматриваемый промежуток времени, обусловленного нестационарностью внешних потенциальных сил.

3. ЕСЛИ система замкнута, то изменение ее механической энергии обусловлено только действием в непотеициальных сил

В частности, работа диссипативных сил (например, сил трения движения) всегда отрицательна. Поэтому действие в замкнутой системе одних только диссипативных сил приводит к постепенному уменьшению механической энергии этой системы. Такой процесс называется диссипацией энергии, а сама механическая система, в которой действуют диссипативные силы,— диссипативной системой. При диссипации энергии происходит преобразование механической энергии системы в другие виды энергии (например, в энергию беспорядочного теплового движения молекул, образующих тела системы).

1. Механическая система называется консервативной, если все действующие на нее внешние и внутренние непотенциальные силы не совершают работы (δА\нпс =0), а все внешние потенциальные силы стационарны. Потенциальная энергия консервативной системы может изменяться только при изменении конфигурации системы. Следовательно, частная производная по времени от потенциальной энергии консервативной системы, характеризующая быстроту изменения этой энергии с течением времени при условии постоянства конфигурации системы, тождественно равна нулю: dW/dt=O. Поэтому видно, что механическая энергия консервативной системы не изменяется с течением времени,

Этот закон называется законом сохранения механической энергии. В частности, он справедлив для замкнутых консервативных систем: механическая энергия замкнутой

системы не изменяется, если все внутренние силы потенциальны либо не совершают работы. Например, силы трения покоя и гироскопические силы работы не совершают. Поэтому действие таких сил на систему не вызывает изменения ее механической энергии.

2.Рассмотрим применение закона сохранения механической энергии к расчету абсолютно упругого прямого центрального удара двух тел. Абсолютно упругим ударом

называется такой удар, при котором механическая энергия соударяющихся тел не преобразуется в другие виды энергии

По закону сохранения импульса,