Макеты страниц МЕХАНИКА И ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПОНЯТИЯ ЭНЕРГИИРассмотрим груз массой m, подвешенный на расстоянии Например, можно, используя канат и блок, поднять с помощью данного груза другой груз. Поэтому мы говорим, что благодаря своему положению в гравитационном поле Земли наш груз обладает потенциальной энергией (ПЭ), равной Значение всех этих понятий проявляется, когда мы идеализируем ситуацию. Во-первых, будем считать, что система, состоящая из груза и поверхности, изолирована, т. е. между нею и средой нет никаких взаимодействий, т. е. отсутствует теплообмен и не совершается работа. Во-вторых, мы считаем систему консервативной, т. е. требуем отсутствия любых процессов трения и диссипации. Тогда мы можем сказать, что кинетическая энергия в момент удара о землю равна первоначальной потенциальной энергии. Фактически в любой момент во время падения груза сумма его кинетической
Может возникнуть следующий вопрос: в какой форме существует энергия в течение конечного времени, когда абсолютно упругий шарик остается неподвижным при отскакивании от абсолютно упругой поверхности (рис. 7.2)? Шарик находится в самом нижнем положении, поэтому он не обладает гравитационной потенциальной энергией. Он не имеет скорости, поэтому его кинетическая энергия равна нулю.
Рис. 7.2. Полная энергия подпрыгивающего шарика сохраняется. ПЭ — потенциальная энергия (гравитационная), КЭ — кинетическая энергия, ЭУД — энергия упругой деформации (потенциальной энергией такого рода обладает сжатая пружина или растянутая резиновая лента). Однако существует так называемая энергия упругой деформации (ЭУД) - форма потенциальной энергии, примером которой может служить энергия сжатой пружины или согнутого лука. В течение короткого времени полная энергия системы сохраняется в шарике и в поверхности. Она равна произведениям напряжений (которые являются силами) на деформации (которые представляют собой смещения) и связана с упругой деформацией шарика и поверхности при ударе. Во время отскока шарика он и поверхность восстанавливают свою первоначальную форму, и ЭУД превращается в КЭ, которая поднимает шарик снова на первоначальную высоту, где КЭ переходит в ГПЭ.
|
Оглавление
|