Закон сохранения энергии

Слайд #1

Закон сохранения энергии Цель: дать понятие полной механической энергии, закона сохранения энергии, практическое применение закона сохранения энергии

Слайд #2

Кинетическая энергия энергия движения u0=0 F U

Слайд #3

Герман Гельмгольц Впервые математически обосновал закон сохранения энергии, показав его всеобщий характер.Разработал термодинамическую теорию химических процессов, ввел понятия свободной и связанной энергий. Заложил основы теорий вихревого движения жидкости и аномальной дисперсии. Является автором основополагающих трудов по физиологии слуха и зрения. Обнаружил и измерил тепло-образование в мышцах, изучил процесс сокращения мышц, измерил скорость распространения нервного импульса. Автор фундаментальных трудов по физике, биофизике, физиологии, психологии.

Слайд #4

Потенциальная энергия энергия взаимодействия Ep= mgh; Ep=kx2/2 h mg S x F X

Слайд #5

Полная механическая энергия Е=Ек+Еp

Слайд #6

Закон сохранения энергии 1847г «Если тела действуют друг на друга с силами, не зависимыми от времени и скорости, сумма живых и напряженных сил останется постоянной»

Слайд #7

∆Е= ∆ Ек + ∆ Еp, но А= ∆Ек, а ∆Еp=∆t Еp-А пот ∆Е=А+∆t Еp-А пот Работа всех сил, действующих Работа потенциальных сил на частицы системы (и потенциальных, и сил трения) А-Апот=Атр ∆Е=∆t Еp+ Атр

Слайд #8

Теорема об изменении механической энергии Изменение механической энергии системы равно сумме работы сил трения и изменения во времени потенциальной энергии, обус-ловленного нестационарностью (т.е. зависимостью от времени) действующих на систему сил.

Слайд #9

Эмми Нётер Труды Нетер по алгебре способствовали созданию нового направления, названного общей алгеброй. Сформулировала фундаментальную теорему теоретической физики, которая устанавливает связь между свойствами симметрии физической системы и законами сохранения. Если свойства системы не меняются при каком-либо преобразовании переменных, то этому соответствует сохранение некоторой физической величины. Так, независимости свойств системы от выбора начала отсчета времени соответствует закон сохранения энергии.

Слайд #10

Теорема Нётер Каждому свойству симметрии пространства и времени соответствует свой закон сохранения энергии

Слайд #11

Закон сохранения энергии При любых процессах, происходящих в замкнутой, потенциальной системе, её полная механическая энергия остается постоянной Е=const

Слайд #12

h t t1 t2 Ep(t2)=Ep(t1) ∆t Еp=Ep(t2)-Ep(t1)=0, ∆Е=∆t Еp+ Атр, А тр =0 ∆Е=∆t Еp ∆Е=0 E = const

Слайд #13

Закон сохранения энергии При любых процессах, происходящих в консервативных системах, её полная механическая энергия остается постоянной E=const

Слайд #14

Ek + Ep =const В процессе движения системы всякое увеличение кинетической энергии системы должно сопровождаться соответствующим уменьшением её потенциальной энергии и наоборот

Слайд #15

– давление горизонтально текущей жидкости (или газа) больше в тех местах потока, в которых скорость ее течения меньше, и, наоборот, в тех местах потока, где скорость больше, давление меньше. Закон Бернулли U1,p1 U2, p2 P1>P2, U1

Слайд #16

Даниил Бернулли (1700-1782) Закон Бернулли справедлив для идеальной жидкости (т. е. жидкости, в которой можно пренебречь силами внутреннего трения) и является следствием закона сохранения энергии

Слайд #17

Этим явлением объяс-няется и возникновение подъемной силы, дейст-вующей на крылья самолета.

Слайд #18

Николай Егорович Жуковский(1847-1921) Теория возник-новения подъемной силы крыла само-лета была разра-ботана русским ученым Николаем Егоровичем Жуковским.

Слайд #19

Тело массой 10 кг свободно падает с высоты 20 м из состояния покоя. Чему равна кинетическая энергия в момент удара о Землю? В какой точке траектории кинетическая энергия втрое больше потенциальной? Сопротивлением воздуха пренебречь. Дано: m=10кг U0=0 h0=20м h1=0 Ek2=3Ep2 g=10м/с2 Ek1-? h- ? mq U1 h0 h2

Слайд #20

Еp0+Ek0=Ep1+Ek1 U0=0 и h1=0 Ek1=mgh0, Ek1= 10*10*20=2000 Дж Запишем закон сохранения энергии для точки траектории, где E k2= 3Eр2 , Еp0+E k0= E k2+ Eр2, Eр0= 4 Eр2, m g h0= 4 m g h2 Ответ: E k1=2000 Дж, h2= 5 м.

Слайд #21

Тело брошенное вертикально вниз с высоты 75 м со скоростью 10м/с, в момент удара о Землю обладало кинетической энергией 1600 Дж. Определить массу тела и скорость тела в момент удара. Сопротивлением воздуха пренебречь. Дано: U0 h0 mg U