Бөлшектердің және бөлшектер жүйесінің кинетикалық энергиялары. Кинетикалық энергияның жұмыспен байланысы

Территория рекламы

Айналмалы қозғалыс кезіндегі жұмыс және эжнергия. Қатты дененің жазық қозғалысы кезіндегі энергиясы. Энергия

Табиғатта жұмыс істеу салдарынан материя қозғалысының формасы бір түрден екінші түрге өзгеріп отырады. Материалдық обьектінің бір күйден  екінші күйге көшкенде жұмыс істеу қабілетін энергия деп атаймыз. Сондықтан жүйе нормаль күйге көшу кезінде неғұрлым көп жұмыс істесе, оның энергиясы соғұрлым көбірек болады. Яғни, материалдық обьектінің жұмыс істеу қабілетінің сандық мөлшерін сипаттайтын физикалық шаманы энергия деп ұғу керек. Осы себептен жұмыс қандай өлшем бірлікпен өлшенсе, энергия да сол өлшем бірлігімен, яғни джоульмен өлшенеді.

Материалдық жүйенің қандай формада қозғалуына байланысты энергия да әр түрлі болады. Мысалы: механикалық, ішкі, электромагниттік т.б. Соның ішінде механика бөлімінде өте кең тараған механикалық энергия түрін қарастырайық.

Кинетикалық энергия. Бұл ұғымды еркін денеге әсер етуші күштің жұмысын есептеу арқылы түсіндірген жөн. Яғни бір күштің әсерінен қозғалған  материалдық нүктенің немесе дененің жылдамдығы өзгеріп отырады.Түсірілген күштің істеген жұмысы дененің жылдамдығының өзгеруіне байланысты. Бұл байланыс материалдық нүктенің кинетикалық энергиясы деп аталатын физикалық шама арқылы өрнектеледі.

Материалдық дененің кинетикалық энергиясын анықтау керек болсын. Сонда массасы m , жылдамдығы v материалдық дене екінші  бір денемен әсерлесуінің салдарынан өзініңқозғалысын тоқтатады. Сол кездегі инерция күші Ньютонның екінші заңы бойынша мынаған тең:                                                     

мұндағы  - дененің уақытқа байланысты жылдамдығының өзгерісі, ал теріс таңба сол жылдамдықтың кемуін көрсетеді. Егер дене инерция күшінің нәтижесінде ds -ке орынауыстырса, онда істелген жұмысы  dA=Fds болады, сонда      

Енді қозғалыстағы дене толық тоқтауы кезінде істелген жұмысты табу үшін соңғы өрнекті интегралдаймыз, яғни

Сонымен күшінің істелген жұмысы  кинетикалық энергия деп аталатын (mv2/2) шамаға тең болады, оны Ek әрпімен белгілейміз:

                                                      (3.16.1)

Сонда, массасы денеге жылдамдық беру үшін түсірілген күш  -қа тең  оң жұмыс істеуі керек. Егер бірнеше материалдық нүктелер жүйесін қарастырсақ, онда (3.16.1)формуланы ескере отырып, жұмысты мына түрде өрнектеуге болады:    

Жүйенің Ek кинетикалық энергиясы деп, осы жүйені құрайтын барлық материалдық нүктелердің кинетикалық энергияларының қосындысын айтады.Қорыта келгенде, жүйенің кинетикалық энергиясының өзгерісі жүйені құрайтын нүктелерге түсірілген барлық күштердің жұмысына тең болады.

Қуат жұмыс жасалу шапшандығын сипаттайтын физикалық шама

Бөлшек бірінші нүктеден екінші нүктеге орын ауыстырғанда F күшінің жасаған жұмысы екінші жағынан бөлшектін кинетикалық энергиясының өзгерісіне тең болады.

Жазық қозғалыс - қатты дененің барлық нүктелері кейбір қозғалмайтын жазықтыққа  параллель  қозғалған кездегі қозғалыс. Айналатын қатты дененің кинетикалық энергиясыҚозғалмайтын осьтен ω бұрыштық жылдамдықпен айналатын қатты денені қарастырайық. Сонда, оның і-ші элементінің кинетикалық энергиясы

мұндағы - элементтің массасы, vі - элементтің сызықтық жылдамдығы. Элементтің айналыс осіне ара қашықтығы rі, vі =rі ω десек, онда  болады.

Дене айналысының толық кинетикалық энергиясы дененің элементар айналысының кинетикалық энергияларының қосындысына тең:

мұндағы   берілген оське байланысты дененің инерция моменті десек, кинетикалық энергия                                                                       (5.24.1)

Сонымен қозғалмайтын осьтен айналған қатты дененің кинетикалық энергиясының формуласы материалдық нүктенің энергиясының формуласына ұқсас, бірақ (m) массаның ролін (І) инерция моменті, сызықтық жылдамдықтың (v) ролін (ω) бұрыштық жылдамдық атқарады.

Қатты дене қозғалмайтын ОО’ осінен айналып белгілі φ бұрышына бұрылғанда М күш моментінің істейтін жұмысын анықтайық (22-сурет).

Дене Δφ бұрышына бұрылғанда күш түсірілген А нүктесі ΔS доғасының ұзындығына жылжиды, сонда күшінің істеген жұмысы dA=Fds, ds=rd φ болғандықтан dA=Frd φ, егерM=Fr ескерсек, онда dA=Mdφ болады. Бұдан толық жұмыс  .Егер М моменті тұрақты болса, онда дене φ бұрышына бұрылғанда істелген жұмыс:   A=M φ                                                (5.24.2)

Сонымен, айналмалы қозғалыста жұмыс күш моменті мен бұрылу бұрышының көбейтіндісіне тең болады.

Енді айналмалы қозғалыс кезіндегі кинетикалық энергияның өзгерісін көрсету үшін динамиканың негізгі теңдеуін мына түрде жазайық:

Осы кездегі жұмысты табу үшін теңдіктің екі жағын да бұрылу бұрышының шамасына көбейтейік, яғни d φ=ωdt , мұндағы ω - айналыстың бұрыштық жылдамдығы, dt - өте аз десек, онда M=const , бұдан

Бұл өрнекті интегралдасақ

                                                     (5.24.3)

яғни айналмалы қозғалыс кезінде дененің кинетикалық энергиясының өзгерісі денеге бұрыштық үдеу беретін күш моментінің жұмысына тең.

 Егер дене массалар центрі арқылы өтетін оське қатысты айналатын болса және параллель орын ауыстырса, онда дененің толық кинетикалық энергиясын мына түрде көрсетуге болады:                                                                            (5.24.4)

Сонымен қатты дененің толық кинетикалық энергиясы дененің массалар центрімен бірге қозғалатын массасының кинетикалық энергиясы мен массалар центрінен өтетін айналыс осіне қатысты оның айналысының кинетикалық энергиясының қосындысына тең болады.

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Скачать

fizika.docx

fizika.docx
Размер: 720.4 Кб

Бесплатно Скачать

Пожаловаться на материал

Қозғалыстың кинема - тикалық сипаттамасы. Материалдық нүкте динамикасы. Магнит ағыны. Тұрақты ток жұмысы және қуаты. Бөгде күштер. Металдардың электр өткізгіштігінің Электростатикалық өрістегі диэлектриктер. Электр өрісінің кернеулік векторының ағыны.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Эта тема принадлежит разделу:

Физикада

Қозғалыстың кинема - тикалық сипаттамасы. Материалдық нүкте динамикасы. Магнит ағыны. Тұрақты ток жұмысы және қуаты. Бөгде күштер. Металдардың электр өткізгіштігінің Электростатикалық өрістегі диэлектриктер. Электр өрісінің кернеулік векторының ағыны.

К данному материалу относятся разделы:

Қозғалыстың кинема- тикалық сипаттамасы. Орын ауыстыру. Жол. Жылдамдық және үдеуді радиус векторының уақыт бойынша туындысы ретінде. Кинематика теңдеулері

Материалды нүктелердің қисық сызықты қозғалысы.Қисық сызықты қозғалыс кезіндегі жылдамдық пен үдеу. Тангенциал және нормаль үдеу

Материалдық нүкте динамикасы. Динамиканың негізгі есебі.Кеңістік пен уақыт механикадағы моднлдер: материалдық нүкте, абсолют қатты дене. Материалдық нүкте динамикасы

Классикалық физикадағы күй түсінігі. Масса, импулсь, күш.Ньютон заңдары.Материалды нүктенің қозғалыс теңдеуі

Механикалық жүйенің массалық центрі және оның қозғалыс заңы

Механикалық жүйе. Сыртқы және ішкі күштер. Ньютонның 3 заңы. Денелердің тұйықталған жүйесі. Импульстің сақталу заңы

Консервативті және консервативті емес күштер

Қатты дененің айналмалы қозғалысының динамикасы. Күш моменті. Импульс моменті. Материалды нүктелер үшін моменттер теңдеуі. Қатты дене механикасы

Бөлшектер жүйесінің импульс моменті.Импульс моментінің сақталу заңы

Қатты дененің бекітілген оське қатысты айналмалы қозғалысы.Айналмалы қозғалыс динамикасының негізгі теңдеуі.Дененің инерция моменті. Штейнер теоремасы

Инерциалды санақ жүйелері. Механиканың салыстырмалылық принципі. Галилейдің салыстырмалылық принципі. Жылдамдықтарды қосу теоремасы

Бөлшектердің және бөлшектер жүйесінің кинетикалық энергиялары. Кинетикалық энергияның жұмыспен байланысы

Бөлшектердің және бөлшектер жүйесінің потенциалдық энергиялары.Толық механикалық энергияның өзгеру заңы. Энергияның сақталу заңдары

Арнайы салыстырмалылық теорияның постулаттары

Лоуренц түрлендәрулерінің салдарлары.Түрлендіру инварианттары

Релятивистік динамика. Релятивистік импульс. Релятивистік динамиканың қозғалыс теңдеуі

Статистикалық және термодинамикалық зерттеу әдістері. Термодинамикалық жүйелер, процесстер параметрлері

Газдардың МКТ. Қысым үшін МКТ негізгі теңдеуі. Тепмератураның МКТ тұрғысынан түсіндірілуі

Энергияның молекулалардың еркіндік дәрежесі бша біркелкі таралу заңы. Идеал газдың ішкі энергиясы

Жылдамдың және энергия бша молекулалардың үлестірулеріне арналған Максвелл заңы

Барометрлік формула.Сыртқы потенциалдық өрістегі бөлшектердің таралуына арналган . Больцман заңы

Термодинамикалық параметрлер.Процесстер және тепе-теңдік күйлер. Идеал газдағы изопроцесстер.Идеал газ күйінің теңдеуі

Адиабаталық процесс. Пуассон теңдеулері. Адиабаталық көрсеткіш

Жүйенің ішкі энергиясы, жұмыс және ішкі энергия.Термодинамиканың 1 бастамасы және оған изопроцесстерді қолдану

Жылусыйымдылық. Меншіктік және молдік жылусыйымдылық. Майер формуласы

Қайтымды және қайтымсыз процесстер. Термодинамиканың 2 бастамасы және оның Клаузиус, Томсон тұжырымдамалары

Энтропия және оның қасиеттері

Жылу машиналары. Жылу машиналарының термиялық ПӘК-і

Электр заряды және оның қасиеттері. Электр зарядының сақталу заңы. Электр зарядтарының әсерлесуі. Кулон заңы

Электр өрісі. Электр өрісінің кернеулігі. Суперпозиция принципі. Нүктелік зарядтың өріс кернеулігі және потенциалы

Электростатикалық өріс жұмысы. Е векторының циркуляциясы туралы теорема. Потенциал және потенциалдар айырмасы

Магнит өрісінің әсері

Заттағы магнит өрісі

Диамагнетиктер

Ферромагнетиктер

Похожие материалы:

Аграрне право

Аграрне право України. Діяльність фермерського господарства, правовий режим земель сільськогосподарського призначення

История мировых цивилизаций

История мировых цивилизаций - билеты с ответами по ИМЦ.

Доклад на тему: Краткие заметки о материалах иконописи

Вооруженные силы Российской Федерации ВС РФ.

иды вооруженных сил РФ, состав и назначение родов войск сухопутных войск. Сущность современного общевойскового боя, виды, характерные черты и основные принципы его ведения

Офтальмология

Зрительный анализатор. Акт зрения. Зрительный процесс. Анатомо-физиологические особенности сетчатки. Глазное яблоко. Иннервация глазного яблока. Строение глаза. Конъюнктива. Роговая оболочка глаза. Дренажная система глаза. Причины миопии. Осложнения и последствия болезней глаза.