Кинетическая энергия. Кинетическая энергия

Рассмотрим случай, когда на тело массой m действует постоянная сила   (она может быть равнодействующей нескольких сил) и векторы силы   и перемещения   направлены вдоль одной прямой в одну сторону. В этом случае работу силы можно определить как A = F∙s. Модуль силы по второму закону Ньютона равен F = m∙a, а модуль перемещения s при равноускоренном прямолинейном движении связан с модулями начальной υ₁ и конечной υ₂ скорости и ускорения а выражением

Отсюда для работы получаем

                          (1)

Физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости, называется кинетической энергией тела.

Кинетическая энергия обозначается буквой E_k.

                                                         (2)

Тогда равенство (1) можно записать в таком виде:

A = E_k2 – E_k1.                                                            (3)

Теорема о кинетической энергии:

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

Так как изменение кинетической энергии равно работе силы (3), кинетическая энергия тела выражается в тех же единицах, что и работа, т. е. в джоулях.

Если начальная скорость движения тела массой т равна нулю и тело увеличивает свою скорость до значения υ, то работа силы равна конечному значению кинетической энергии тела:

                                   (4)

Физический смысл кинетической энергии:

кинетическая энергия тела, движущегося со скоростью υ, показывает, какую работу должна совершить сила, действующаяна покоящееся тело, чтобы сообщить ему эту скорость.

A = Eк2 – Eк1,

Работа силы равна изменению кинетической энергии тела.

Это утверждение называют теоремой о кинетической энергии.

Если сила совершает положительную работу, то кинетическая энергия тела увеличивается. Скорость тела при этом возрастает. Если сила совершает отрицательную работу, то кинетическая энергия тела уменьшается. Это происходит, например, при уменьшении скорости тела при действии силы трения.

Кинетическая энергия измеряется в тех же единицах, что и работа, т. е. в джоулях.

Так же как и в том случае, когда тело обладает потенциальной энергией, работа может быть совершена за счет кинетической энергии. При совершении работы происходит изменение положения тела и изменение его энергии.

Мо́щность — физическая величина, равная отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Различают среднюю мощность за промежуток времени  :

и мгновенную мощность в данный момент времени:

Так как работа является мерой изменения энергии, мощность можно определить также как скорость изменения энергии системы.

Если на движущееся тело действует сила, то эта сила совершает работу. Мощность в этом случае равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется тело:

F — сила, v — скорость,   — угол между вектором скорости и силы.

Диссипати́вные си́лы — силы, при действии которых на механическую систему её полная механическая энергия убывает (то есть диссипирует), переходя в другие, немеханические формы энергии, например, в теплоту. Диссипативная сила - 6v все время направлена против скорости колеблющегося тела и непрерывно уменьшает механическую энергию системы. Диссипативными силами называются силы сопротивления, зависящие от скоростей точек механической системы и вызывающие убывание ее полной механической энергии. При диссипативных силах происходит рассеивание ( диссипация) энергии. 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 - дисснпативной системой.

1. Векторное описание движения материальной точки. Скорость. Ускорение. Путь.

2. Ускорение нормальное и тангенциальное

3. Угловые характеристики движения, их связь с линейными

4. Инерциальные системы отсчёта. Импульс и масса. Законы Ньютона

5. Задача предсказания состояний в связи со вторым законом Ньютона. Детерминизм. Частица в однородном силовом поле.

6. Импульс механической системы. Закон сохранения импульса.

Работа силы на криволинейном пути. Мощность

7. Работа в однородном поле сил. Работа и потенциальная энергия в случае гравитационного (центрального) поля сил

8. Условия консервативности поля и потенциальная энергия (в интегральной записи)

9. Закон сохранения механической энергии (частица в консервативном поле). Космические скорости

10. Связь силы и потенциальной энергии (дифференц. Подход). Градиент

11. Момент импульса АТТ относительно оси. Примеры сохранения момента импульса.

12. Уравнение динамики вращения АТТ относительно оси. Аналогии вращательного и поступательного движения.