Законы сохранения импульса и энергии

10 класс

Учащийся достиг целей, если:
знает понятия «импульс» и «энергия»;
демонстрирует знания материала при объяснении явлений;
объясняет виды столкновений с точки зрения законов сохранения;
анализирует об явлениях окружающего мира, используя законы сохранения импульса и энергии;
делится своим мнением, используя термины по изучаемой теме.

Энергия – это способность тела или системы совершать работу. Существует много видов энергии:

гравитационная потенциальная энергия – энергия тела, который находится в гравитационном поле

кинетическая энергия – энергия движущегося тела (обладающего скоростью)

атомная энергия – энергия таящаяся в атомных ядрах

химическая энергия – энергия химических связей

потенциальная энергия упругости – энергия, которой обладает деформированное тело (сжатое или растянутое)

При совершении работы происходит превращение энергии в следующие виды:

гравитационную потенциальную энергию – например, когда тело меняет высоту в гравитационном поле;

кинетическую энергию – например, когда меняется скорость тела;

световую энергию;

тепловую и звуковую энергию.

Какие превращения происходят во время прыжка с резиновым канатом?

Закон сохранения энергии:

Другими словами, полная энергия системы сохраняется.

гравитационная потенциальная энергия (Ep) определяется взаимным положением тел, например, положением тела относительно поверхности Земли.

Увеличение Ep тела некоторой массы m пропорционально приложенной силе и высоте, на которое его подняли:

Сотрудник супермаркета поднимает банку консервированной кукурузы массой 250 г на полку, которая находится на высоте 2 m.
На сколько возросла потенциальная энергия банки? (g = 9.81 N kg-1)

ΔEp = mgΔh

= 0.250 × 9.81 × 2

Спортсмен массой 80 кг прыгает на высоту 5 м. Какова его потенциальная энергия в самой высокой точке?
(g = 9.81 N kg-1)

Ep = mgh

= 80 × 9.81 × 5

Кинетическая энергия (Ek) это энергия, которой обладает движущееся тело.

кинетическая энергия измеряется в джоулях (Дж)
Масса измеряется в килограммах (кг)
Скорость измеряется в метрах в секунду (мс-1).

Где:

Автомобиль массой 2000 кг движется со скоростью 10 м/с. Какова кинетическая энергия автомобиля?

ΔEк = ½mv2

= ½ × 2000 ×102

Например, если тело массой m находится на высоте h над землей, то при падении увеличивается его скорость v.

Согласно закону сохранения энергии без учета трения, если тело прошло расстояние Δh, то:

Если не учитывать силы трения и сопротивления воздуха, то между Ek и Ep существует следующая связь:

Мяч массой 400 г поднимается вверх с начальной скоростью 5 м/с. (g = 9.81 Н/ кг).

Какова начальная кинетическая энергия Ek мяча?

Каково максимальное значение потенциальной энергии Ep?

Ek = ½mv2

= ½ × 0.4 × 52

ΔEp = Ek

Какова максимальная высота подъема мяча?

Ep = mgh

h = Ep / mg

= 5 / (0.4 × 9.81)

Силы сопротивления - это силы, которые препятствуют движению тела.

Почему при отсутствии движущих сил на аттракционе и подъеме и спуске часть механической энергии теряется?

Это силы: трения и сопротивления среды.

Совершается работа против сил трения, которая численно равна потере энергии.

https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/energy-skate-park

Импульс тела (p) – это векторная физическая величина, равная произведению массы тела на скорость его движения, Импульс тела – векторная величина.
Единицей измерения импульса в СИ является килограмм-метр в секунду (кг·м/с).

Теннисный мяч массой 100г, летящий со скоростью 20м/с, упруго ударяется о стенку и отскакивает от нее с такой же скоростью.
Найти изменение импульса мяча

Δр = mv-(-mv)

= 2× 0,1 × 20

= 4 кг ×м/с

https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/collision-lab

1. При упругом
столкновении двух тел
оба тела приобретают
новые скорости

2.

При неупругом ударе тела соединяются и после удара движутся вместе.
Уравнение закона сохранения импульса имеет вид
m1v1 ± m2v2 = (m1 + m2 )u
(если тела движутся навстречу друг другу, то ставится «-», если одно тело догоняет другое, то ставится «+»)

Сумма импульсов тел до взаимодействия равна сумме импульсов тел после взаимодействия
m1v1 + m2v2 = m1u1 + m2u2

В задачах рассматривается система из двух тел, внешние силы отсутствуют (замкнутая система)

– движение тела при отделении от него некоторой массы
0 = m1v1 - m2v2 или m1v1 = m2v2

Например: а) выстрел из ружья
б) полет ракеты
? Зачем нужно прижимать приклад ружья к плечу в момент выстрела?

3-May-20

24

3-May-20

25

Что общего в движении ракеты и таких животных, как: кальмары, осьминоги, каракатицы, медузы?

Зрелые плоды «бешеного» огурца при прикосновении отрываются и с силой выбрасывают жидкость с семенами. Сами огурцы отлетают в противоположную сторону. Как это согласуется с законом сохранения импульса и энергии?

Герон Александрийский – греческий механик и математик. Одно из его изобретений носит название «шар Герона».

В шар наливали воду и нагревали над огнем. Вырывающийся из трубки пар начинал вращать шар.

Объясните принцип работы данного устройства.

сегодня я узнал...
было трудно…
я понял, что…
я научился…
я смог…
было интересно узнать, что…
меня удивило…
мне захотелось

Домашнее задание:
Параграф: 12,14 учебник 9 класс
Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А.