Дайте определения и формулы для известных Вам видов механической энергии.

В механике выделяют два вида энергии: кинетическую энергию и потенциальную энергию.

Кинетическая энергия - энергия движущегося тела. (От греческого слова kinema - движение). По определению кинетическая энергия покоящегося в данной системе отсчета тела обращается в ноль. Кинетическая энергия - величина относительная, зависящая от выбора СО. кинетическая энергия численно равна работе, которую необходимо совершить, чтобы разогнать тело из состояния покоя до данной скорости.

Потенциальная энергия - энергия взаимодействия тел или частей тела. Потенциальная энергия (от латинского potentia - возможность) определяется взаимным расположением тел или частей тела, т.е. расстояниями между ними. E = mgh величина потенциальной энергии определяется выбором системы координат (выбором нулевого уровня). Т.е. она определяется с точностью до постоянной величины.

6. Какова связь между силой и потенциальной энергией?

Потенциальная энергия зависит от положения тела. В зависимости от этого, потенциальная энергия будет либо уменьшаться, либо увеличиваться. Вот здесь и живет связь между потенциальной энергией и силой. Сила показывает направление, в котором потенциальная энергия уменьшается быстрее всего, а величина силы определяется скоростью изменения. Другими словами, сила - градиент потенциальной энергии.

7. Чем обусловлено изменение потенциальной энергии?

При определении изменения энергии следует обращать внимание на то, чтоизменение потенциальной энергии тела во внешнем консервативном поле равно работе сил поля, взятой с обратным знаком. Сама потенциальная энергия не может быть вычислена без предварительного выбора начала отсчета потенциальной энергии. [5]

8. Необходимо ли условие замкнутости системы для выполнения закона сохранения механической энергии?

Необходимо, поскольку иначе из рассматриваемой системы энергия может выводиться или наоборот - в систему подаваться. Закон сохранения в этом случае выполняться не будет.

9. В чем заключается закон сохранения механической энергии? Для каких систем он выполняется?

Энергия не исчезает и не появляется - она переходит из одной формы в другую.
Энергия в замкнутой системе остается неизменной. Закон сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда тела в замкнутой системе взаимодействуют между собой консервативными силами, то есть силами, для которых можно ввести понятие потенциальной энергии.

10. В чем физическая сущность закона сохранения и превращения энергии? Почему он является фундаментальным законом природы?

Энергия никогда не исчезает и не появляется вновь, а лишь превращается из одного вида в другой в эквивалентных количествах. В этом и заключается физическая сущность закона сохранения и превращения энергии: неуничтожимость материи и её движения. Энергии сохранения закон

один из наиболее фундаментальных законов, согласно которому важнейшая физическая величина — Энергия сохраняется в изолированной системе. Этому закону подчиняются все без исключения известные процессы в природе

11.Что такое потенциальная яма? Потенциальный барьер?

Потенциа́льная я́ма – область пространства, где присутствует локальный минимум потенциальной энергии частицы.

Потенциальный барьер — противоположное понятие. Это область пространства, где присутствует локальный максимум потенциальной энергии.

12. Чем отличается абсолютно упругий удар от абсолютно неупругого?

Абсолютно упругий удар — модель соударения, при которой полная кинетическая энергия системы сохраняется. В классической механике при этом пренебрегают деформациями тел. Абсолютно упругий удар, коэффициент восстановления скорости приблизительно равен 1. А абсолютно не упругий удар называется столкновение двух тел, при котором тела «слипаются» и движутся далее как одно целое. При таких соударениях часть начальной кинетической энергии превращаются в тепловую и затрачиваются на остаточную деформацию тел. Поэтому суммарная кинетическая энергия не сохраняеться, а уменьшаеться. При Абсолютно неупругий удар коэффициент восстановления скорости равен 0.

13. Что такое коэффициент восстановления скорости?

Коэффициент восстановления скорости— величина, зависящая от упругих свойств соударяющихся тел и определяющая, какая доля начальной относительной скорости этих тел восстанавливается к концу удара.

Механика твердого тела

Что такое момент инерции тела?

1. Физическая величина, равная сумме произведений масс материальных точек твердого тела на квадраты их расстояний до рассматриваемой оси. Момент инерции — скалярная физическая величина, мера инертности во вращательном движении вокруг оси, подобно тому, как масса тела является мерой его инертности в поступательном движении. Характеризуется распределением масс в теле: момент инерции равен сумме произведений элементарных масс на квадрат их расстояний до рассматриваемой оси.

2. Какова роль момента инерции во вращательном движении?

Осевой момент инерции тела является мерой инертности тела во вращательном движении вокруг оси подобно тому, как масса тела является мерой его инертности в поступательном движении. Характеризует распределение массы тела по радиусу относительно оси вращения и является мерой инерции тела при его вращательном движении.

3. Какова формула для кинетической энергии вращающегося тела? Катящегося тела?

4. Что называется моментом силы относительно неподвижной точки? Относительно неподвижной оси? Как определяется направление момента силы?

Момент силы — векторная физическая величина, равная векторному произведению радиус-вектора (проведённого от оси вращения к точке приложения силы — по определению), на вектор этой силы. Характеризует вращательное действие силы на твёрдое тело. При изучении системы сил в пространстве момент силы относительно точки изображается вектором приложенным в точке О, перпендикулярным к плоскости в которой лежат сила F и точка О. Моментом силы относительно неподвижной оси z называется скалярная величина M_z, равная проекции на эту ось вектора М момента силы, определенного относительно произвольной точки О данной оси z. Определить направление момента силы можно также по правилу правой руки. Указательный палец совместите с радиус-вектором. Средний палец совместите с вектором силы. С конца поднятого вверх большого пальца посмотрите на два вектора. Если переход от указательного к среднему пальцу осуществляется против часовой стрелки, то направление момента силы совпадает с направлением, которое указывает большой палец. Если переход идет по часовой стрелке, то направление момента силы противоположно ему.

5. Сформулируйте уравнение динамики вращательного движения твердого тела?

Уравнение динамики вращательного движения твердого тела . J- осевой массовый момент инерции твердого тела относительно неподвижной оси OZ, проходящей через центр масс.

6. Что такое момент импульса материальной точки? твердого тела? Как определяется направление вектора момента импульса?

Момент импульса материальной точки относительно точки O определяется векторным произведением
, где — радиус-вектор, проведенный из точки O, — импульс материальной точки.
Момент импульса материальной точки относительно неподвижной оси равен проекции на эту ось вектора момента импульса, определенного относительно произвольной точки O данной оси. Значение момента импульса не зависит от положения точки O на оси z.

Момент импульса твердого тела относительно оси есть сумма моментов импульса отдельных частиц, из которых состоит тело относительно оси.

Направление определяется по правилу буравчика.

7. В чем заключается физическая сущность закона сохранения момента импульса? В каких системах он выполняется? Приведите примеры.

Физическая сущность и заключается в его сохранении. в замкнутой системе энергия может переходить из одних видов в другие и передаваться от одного тела к другому, но ее общее количество остается неизменным. Сохранение импульса происходит если система замкнутая. Пример: выстрел из ружья.

Дата добавления: 2015-08-09