Энергия, как общая мера форм движения материи. Закон сохр. Энергии. Мех. Энергия. Работа и мощность. Кинетическая и потенциальные энергии.
Эне́ргия — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения материи и мерой перехода движения материи из одних форм в другие.
Закон сохранения механической энергии: полная механическая энергия замкнутой системы тел, между которыми действуют только консервативные силы, остаётся постоянной.
Механическая работа — это физическая величина, являющаяся количественной характеристикой действия силы F на процесс γ(t), зависящая от численной величины, направления силы и от перемещения точки её приложения.
Работой A, совершаемой постоянной силой называется физическая величина, равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на косинус угла α между векторами силы и перемещения. A = Fs cos α.
Работа
силы, совершаемая в единицу времени,
называется мощностью. Мощность N это
физическая величина, равная отношению
работы A к промежутку времени t, в течение
которого совершена эта работа:
Консервативные силы. Полная мех. Энергия системы. Закон сохр. Мех. Энергии.
В физике консервати́вные си́лы (потенциальные силы) — силы, работа которых не зависит от формы траектории (зависит только от начальной и конечной точки приложения сил). Отсюда следует следующее определение: консервативные силы — такие силы, работа по любой замкнутой траектории которых равна 0.
Если в системе действуют только консервативные силы, то механическая энергия системы сохраняется.
Полной механической энергией системы тел называется сумма кинетической и потенциальной энергий: E = Eк + Eп.
Закон Сохранения Механической Энергии
Если в замкнутой системе не действуют силы, трения и силы сопротивления, то сумма кинетической и потенциальной энергии всех тел системы остается величиной постоянной.
E = Ep + Ek = const.
Работа. Мощность. Кинетическая энергия вращательного движения тв. Тела. Теорема Кёнига.
кинетическая
энергия вращающегося тела.
работа
при вращательном движении.
Работу,
совершенную вращающимся телом за единицу
времени, называют мощностью вращающегося
тела N, то есть
,
Где
– мгновенное значение угловой скорости
.
Теорема Кёнига позволяет выразить полную кинетическую энергию системы через энергию движения центра масс и энергию движения относительно центра масс.
Кинетическая
энергия системы есть энергия движения
центра масс плюс энергия движения
относительно центра масс:
где
T — полная кинетическая энергия,
— энергия движения центра масс,
— относительная кинетическая энергия.
Иными словами, полная кинетическая энергия тела или системы тел в сложном движении равна сумме энергии системы в поступательном движении и энергии системы во вращательном движении относительно центра масс.
15. Понятие электрического заряда. Закон Кулона в вакууме.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯ́Д — источник электромагнитного поля, связанный с материальным носителем; внутренняя характеристика элементарной частицы, определяющая ее электромагнитные взаимодействия.
Электрический заряд является физической величиной, характеризующей свойство тел или частиц вступать в электромагнитные взаимодействия, и определяющей значения сил и энергий при таких взаимодействиях. Электрический заряд — одно из основных понятий учения об электричестве. Вся совокупность электрических явлений есть проявление существования, движения и взаимодействия электрических зарядов. Электрический заряд является неотъемлемым свойством некоторых элементарных частиц.
ЗАКОН КУЛОНА — это закон о взаимодействии точечных электрических зарядов. Был открыт Шарлем Кулоном в 1785 г. Проведя большое количество опытов с металлическими шариками, Шарль Кулон дал такую формулировку закона:
Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей заряды, прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Важно отметить, что для того, чтобы закон был верен, необходимы:
1.Точечность зарядов — то есть расстояние между заряженными телами много больше их размеров;
2.Их неподвижность. Иначе уже надо учитывать дополнительные эффекты: возникающее магнитное поле движущегося заряда и соответствующую ему дополнительную силу Лоренца, действующую на другой движущийся заряд;
3.взаимодействие в вакууме.
В
векторном виде в формулировке Ш.Кулона
закон записывается следующим образом:
где — сила, с которой заряд 1 действует на заряд 2; q1, q2 — величина зарядов; — радиус-вектор (вектор, направленный от заряда 1 к заряду 2, и равный, по модулю, расстоянию между зарядами — r12); k — коэффициент пропорциональности. Таким образом, закон указывает, что одноименные заряды отталкиваются (а разноименные – притягиваются).