6.3. Застосування законів збереження енергії та імпульсу в механічних явищах

 

1. Механічна енергія

Енергія (від. грецьк. «діяльність») – це фізична величина, яка є загальною мірою руху та взаємодії всіх видів матерії.

Одиниця енергії в СІ – джоуль: 

                                               Е= 1Дж=1 Н*м

У механіці ми маємо справу з механічною енергією.

                                                              

Механічна енергія – це фізична величина, яка є мірою руху та взаємодії тіл і характеризує здатність тіл виконувати механічну роботу.

2. Види механічної енергії

Кінетична енергія  – це енергія, яка зумовлена рухом тіла і дорівнює половині добутку маси тіла на квадрат швидкості його руху

m – маса тіла

 v– модуль швидкості руху тіла

Потенціальна енергія  – це енергія, зумовлена взаємодією тіл або частин тіла.

 піднятого тіла:

m – маса тіла

g – прискорення вільного падіння

h – висота відносно нульового рівня

 пружно деформованої пружини (шнура):

k– жорсткість пружини (шнура)

x– видовження

Повна механічна енергія тіла (системи тіл) – це сума кінетичної і потенціальної енергій тіла (системи тіл)

Закон збереження механічної енергії:

В замкнутій фізичній системі механічна енергія нікуди не зникає і нізвідки не виникає, вона лише перетворюється з одного виду на інший і є величиною сталою.

 – повна механічна енергія системи тіл на початку спостереження;

 – повна механічна енергія системи тіл в кінці спостереження.

3. Учимося розв’язувати задачі

Алгоритм розв’язування задач із застосуванням закону збереження механічної енергії

1. Уважно прочитайте умову задачі. З’ясуйте, чи є система замкненою, чи можна знехтувати дією сил опору. Запишіть коротку умову задачі.

2. Виконайте пояснювальний рисунок, на якому зазначте нульовий рівень, початковий та кінцевий стан тіла (системи тіл).

3. Запишіть закон збереження і перетворення механічної енергії. Конкретизуйте цей запис, скориставшись даними, наведеними в умові задачі, та відповідними формулами для визначення енергії.

4. Розв’яжіть отримане рівняння відносно невідомої величини. Перевірте її одиницю та визначте числове значення.

5. Проаналізуйте результат, запишіть відповідь.