Урок 34 Механическая энергия

1807 г.

Впервые ввел понятие «энергия»

энергия движения-

энергия взаимодействия-

h

S1

Пустим шар массой m1 по наклонной плоскости с высоты h

На высоте h oн будет обладать энергией E1

При ударе о цилиндр, шарик совершит работу А1 по его перемещению на расстояние S1 .

h

S1

Пустим шар массой m2< m1 по наклонной плоскости с высоты h

При ударе о цилиндр, шарик совершит работу А2 по его перемещению на расстояние S2 .

Он будет обладать энергией Е2

S2

h

S1

Так как m2< m1, тогда E2< E1.

S2

Так как S2< S1, тогда A2< A1.

Следовательно:
чем большей энергией обладает тело , тем большую работу оно может совершить.

Выясним, что происходит с механической энергией при движении тела.

Подбросим мяч вертикально вверх с некоторой скоростью υ.

υ

Придав мячу скорость, мы сообщим ему кинетическую энергию,

а потенциальная энергия будет равна нулю.

По мере движения мяча вверх его скорость будет уменьшаться, а высота увеличиваться.

На максимальной высоте h мяч остановится (υ=0).

υ

=0

Следовательно, и кинетическая энергия станет равной нулю,

а потенциальная энергия будет максимальна.

h

После этого мяч начнет падать вниз, его скорость будет увеличиваться, кинетическая энергия возрастать, а высота уменьшается.

На поверхности Земли (h=0) потенциальная энергия превращается в ноль,

υ

а кинетическая энергия становится максимальна, так как скорость тела (υ) максимальна.

h

=0

Итак, при возрастании кинетической энергии тела потенциальная энергия взаимодействия уменьшается (движение вниз)

И наоборот, при уменьшении кинетической энергии тела потенциальная энергия взаимодействия увеличивается (движение вверх)

ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЙ ПРЕВРАЩЕНИЯ ОДНОГО ВИДА ЭНЕРГИИ В ДРУГОЙ ПРИВЕЛО К ОТКРЫТИЮ ОДНОГО ИЗ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОВ ПРИРОДЫ – ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ

ВО ВСЕХ ЯВЛЕНИЯХ, ПРОИСХОДЯЩИХ В ПРИРОДЕ, ЭНЕРГИЯ НЕ ВОЗНИКАЕТ И НЕ ИСЧЕЗАЕТ, ОНА ТОЛЬКО ПРЕВРАЩАЕТСЯ ИЗ ОДНОГО ВИДА В ДРУГОЙ, ПРИ ЭТОМ ЕЁ ЗНАЧЕНИЕ СОХРАНЯЕТСЯ.

Закон сохранения механической энергии

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой силами тяготения и силами упругости, остается неизменной.
Сумму E = Ek + Ep называют полной механической энергией

Закон сохранения и превращения механической энергии

Одним из следствий закона сохранения и превращения энергии является утверждение о невозможности создания «вечного двигателя» (perpetuum mobile) – машины, которая могла бы неопределенно долго совершать работу, не расходуя при этом энергии