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

Территория рекламы

Потенциалдық энергия. Материалдық нүкте ретінде қарастырылып отырған дене, өзін айнала қоршаған денелермен әсерлесе отырып, бір орыннан екінші орынғақозғалсын дейік. Демек, ол денеге күштер әсер етеді, бұл жағдайда дене күш өрісінде қозғалады деп айтылады. Ондай күштер: тартылыс, серпімділік, ауырлық, электромагниттікт.б. болуы мүмкін.

 Сонымен потенциалдық энергия денелердің немесе олардың бөлшектерінің өзара орналасуы кезіндегі жұмыс қорымен өлшенеді. Мысалы, материалдық нүктеауырлық күшінің біртекті өрісінде қозғалғанда, яғни денені бір деңгейден екінші деңгейге көтергенде істелетін жұмысты есептеу арқылы потенциалдық энергияны табуға болады.Яғни, массасы дене Жер бетінен биіктікке көтерсін, сонда оның потенциалдық энергиясы (Ep) мына шамаға тең:                                             

немесе        

Ауырлық күші тұрақты болғандықтан(P=mg),

Айталық, дене Жер бетінен Н биіктікке қисық сызықты (қисық сызықтың әрқайсысын түзу сызықты кесінді деп есептеуге болатындай етіп, бірнеше элементар кесінділергебөлеміз) траектория арқылы көтерілсін делік, сонда оның энергиясы ауырлық күшінің жұмысы арқылы сипатталады. Әрбір элемент үшін істелінген жұмыс 11-суреттегідей:

                                

Егер барлық қисық сызық үшін есептейтін болсақ, онда

яғни дене кез келген қисық сызық бойымен қозғалған кезде ауырлық күшінің жұмысы дене жолының бастапқы және соңғы нүктелері биіктіктерінің айырымына тең  тың бойыментік көтерілу кезінде істелінген жұмысқа тең болады.

 Сөйтіп, ауырлық күші өрісінде істелген жұмыс жолдың формасына және ұзындығына байланысты емес, тек жолдың соңғы нүктесінің бастапқы нүктесіне қарағанда қаншамабиік жатқандығына байланысты. Ауырлық күштерден басқа да, қозғалыстың тек бастапқы және соңғы нүктелеріне байланысты өзгеретін күштер болады. Ондай күштердіпотенциалдық күштердің өрісінде қозғалғанда потенциалдық энергия туралы ұғым енгізуге болады, сонда күштердің жұмысы оның айырымы арқылы анықталады:

                                                                                            (3.16.2)

немесе                                                                                                         (3.16.3)

Сонымен, массасы m дене h биіктікке көтерілгенде, оның потенциалдық энергиясы mgh-қа тең болады. Жер бетіндегі дененің потенциалдық энергиясы шартты түрде нөлгетең деп қабылданады. Егер дене h биіктіктен төмен түссе, ол оң жұмыс , егер төменнен жоғары h биіктікке көтерілсе, онда ол теріс жұмыс істейді.

Потенциалдық энергияның абсолют мәні өлшенбейді, бірақ әруақытта нақты тұрақты мәніне дейінгі дәлдікпен бағаланатынын  түсіну өте маңызды. Бұл айтқанымыз жоғарыкөтерілген дененің потенциалдық энергиясы мысалынан анық байқалады, оның мәні қалауымызша тағайындалған бастапқы деңгейге тәуелді.

Толық энергия - қозғалыстағы дененің кинетикалық энергиясымен тыныштықтағы энергиясының қосындысы.

МЕХАНИКАЛЫҚ ЭНЕРГИЯНЫҢ САҚТАЛУ ЗАҢЫ

Егер тұйық механикалық жүйенің денелері өзара тек тартылыс және серпімді күштерімен ғана әсерлессе, онда осы күштердің жұмысы кері таңбамен алынған потенциалдық энергияға тең болады.

A = –(Ep2 – Ep1).

Кинетикалық энергия туралы теорема бойынша бұл жұмыс денелердің кинетикалық энергиясының өзгерісіне тең болады.

A = Ek2 – Ek1.

Сондықтан Ek2 – Ek1 = –(Ep2 – Ep1) немесе

Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2.

 

Тұйық жүйедегі өзара тартылыс және серпімді күштерімен әсерлесетін денелердің кинетикалық және потенциалдық энергияларының қосындысы тұрақты болып қалады. Бұл тұжырым механикалық процестердің энергияның сақталу заңын білдіреді. Ол Ньютон заңдарының салдары болып табылады. E = Ek + Ep қосындысынтолық механикалық энергия деп атайды. Механикалық энергияның сақталу заңы тұйық жүйеде денелер тек консервативті күштермен әсерлескенде ғана (яғни, потенциалдық энергия ұғымын енгізуге болатын күштер үшін ғана) орындалады.  Энергияның сақталу заңын қолдануының мысалы – массасы  жүкті вертикаль жазықтықта айналдырып, ұстап тұрған жеңіл созылмайтын жіптің минималды беріктігін анықтау (Г.Х. Гюйгенс есебі). 1.20.1-суреті бұл есептің шешімін көрсетеді.

1.20.1-сурет. Христиан Гюйгенс есебі.

Үйкеліс күші консервативті болып табылмайды. Үйкеліс күшінің жұмысы жолдың ұзындығынан тәуелді. Егер тұйық жүйені құрайтын денелердің арасында үйкеліс күші әсер етсе, ондамеханикалық энергия сақталмайды. Механикалық энергияның бөлігі денелердің ішкі энергиясына (жылытуға) кетеді. Әрбір физикалық әсерлесу кезінде энергия жоғалмайды және пайда болмайды. Ол тек бір түрден екінші түрге ауысады. Бұл тәжірибелік жолмен алынған дерек табиғаттың фундаментальды заңын – энергияның сақталу және айналу заңын білдіреді.

← 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