6. Вопросы для проверки (примерные)

6.1. Объяснить цель и методику выполнения эксперимента. Какие результаты получены способами прямых и косвенных измерений?

6.2. Понятие энергии. Общефизический закон сохранения энергии.

6.3. Потенциальные и непотенциальные силы. Понятие работы силы.

6.4. Механическая энергия. Закон сохранения механической энергии.

6.5. Потери механической энергии в реальных машинах. Понятие коэффициента полезного действия.

6.6. Объяснить виды потерь в машине Обербека. Дать анализ полученных в опыте результатов, в том числе - графических зависимостей.

6.7. Потенциальная энергия гравитационного взаимодействия. Вывод формулы для расчёта такой потенциальной энергии вблизи поверхности Земли. Объясните, почему для расчётов потенциальной энергии вместо формулы (П-4), полученной в Приложении, используют более простое выражение: П = mgh.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Потенциальная энергия гравитационного взаимодействия вблизи поверхности Земли

На рис 1-П изображена точка массой m

на расстоянии r от центра земного шара. На точку точка массойm

действует сила

F_гр = ,

гдеm_o - масса Земли;

- гравитационная постоянная. Н

Потенциальная энергия данной точки равна

работе гравитационной силы при перемещении этой

точки из бесконечности на расстояниеr = R_o+H от

центра Земли: Земля

Рис. 1-П.

(П-1)

При интегрировании введена координатная ось Z с началом в центре Земли.

Формулу (П-1) запишем в виде:

, (П-2)

где .

Учтём, что - гравитационное ускорение вблизи поверхности Земли, и будем считать:<<1, т.е.Н<<R_o. Тогда, используя разложение в ряд:

(П-3)

из (П-2) получим:

П  - mgR_o + mgH (П-4)

Подстановка численных значений в (П-3) показывает, что формулу (П-4) с достаточной точностью можно применять для высот Н<10 км.

21