Закон збереження енергії

Приріст потенційною енергій кинутого вгору тіла відбувається за рахунок спаду його кінетичної енергії; при падінні тіла, приріст кінетичної енергії відбувається за рахунок спаду потенційної енергії, так що повна механічна енергія тіла не меняется1. Аналогічно, якщо на тіло діє стисла пружина, то вона може повідомити тілу деяку швидкість, тобто кінетичну енергію, але при цьому пружина розпрямлятиметься і її потенційна енергія збуде відповідно зменшуватися; сума потенційної і кінетичної енергій залишиться постійною. Якщо на тіло, окрім пружини, діє ще і сила тяжіння, то хоча при русі тіла енергія кожного виду змінюватиметься, але сума потенційної енергії тяжіння, потенційній енергії пружини і кінетичної енергії тіла знову-таки залишатиметься постійною.

Енергія може переходити з одного вигляду в іншій, може переходити від одного тіла до іншого, але загальний запас механічної енергії залишається незмінним. Досліди і теоретичні розрахунки показують, що за відсутності сил тертя і при дії тільки сил пружності і тяжіння сумарна потенційна і кінетична енергія тіла або системи тіл залишається у всіх випадках постійної. У цьому і полягає закон збереження механічної енергії.

Проілюструємо закон збереження енергії на наступному досвіді. Сталева кулька, що впала з деякої висоти на сталеву або скляну плиту і що ударився об неї, підскакує майже на ту ж висоту, з якою впав.        Під час руху кульки відбувається цілий ряд перетворень енергії. При падінні потенційна енергія переходить в кінетичну енергію кульки

Коли кулька доторкнеться до плити, і він і плита починають деформуватися. Кінетична енергія перетворюється на потенційну енергію пружної деформації кульки і плити, причому цей процес продовжується до тих пір, поки кулька не зупиниться, тобто поки вся його кінетична енергія не переїде в потенційну енергію пружної деформації. Потім під дією сил пружності деформованої плити кулька набуває швидкості, направленої вгору: енергія пружної деформації плити і кульки припиняється в, кінетичну енергію кульки. При подальшому русі вгору швидкість кульки під дією сили тяжіння зменшується і кінетична енергія перетворюється на потенційну енергію тяжіння, В найвищій точці кулька володіє знову тільки потенційною енергією тяжіння.

Оскільки можна вважати, що кулька піднялася на ту ж висоту, з якою він почав падати, потенційна енергія кульки на початку і в кінці описаного процесу одна і та ж. Більш, того, у будь-який момент часу при всіх перетвореннях енергії сума потенційної енергії тяжіння, потенційній енергії пружної деформації, і кінетичній енергії весь час залишається однією і тією ж. Для процесу перетворення потенційної енергії, обумовленою силою тяжіння, в кінетичну і назад при падінні і підйомі кульки це було показано простим розрахунком. Можна було б переконатися, що і при перетворенні кінетичної енергії на потенційну енергію пружної деформації плити і кульки і потім при зворотному процесі перетворення цієї енергії в кінетичну енергію відскакуючої кульки сума потенційної енергії тяжіння, енергії пружної деформації і кінетичної енергії також залишається незмінною, тобто закон збереження механічної енергії виконаний.

Тепер ми можемо пояснити, чому порушувався закон збереження роботи в простій машині, яка деформувалася при передачі роботи: річ у тому, що робота, витрачена на одному кінці машини, частково або повністю витрачалася на деформацію найпростішої машини (важеля, мотузка і т. д. ), створюючи в

1 2 3 4

Схожі роботи

Реферати

Курсові

Дипломні