Презентация на тему Закон сохранения механической энергии

Презентация на тему Закон сохранения механической энергии, предмет презентации: Физика. Этот материал содержит 33 слайдов. Красочные слайды и илюстрации помогут Вам заинтересовать свою аудиторию. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций ThePresentation.ru в закладки!

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1
Текст слайда:

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ


Слайд 2
Текст слайда:


Лекцию читает
Кандидат физико-математических наук, доцент
Кузьмин Юрий Ильич


Слайд 3
Текст слайда:



Электронные адреса
www.nwpi.ru
physics@nwpi.ru


Слайд 4
Текст слайда:

Работа силы
Кинетическая энергия
Потенциальная энергия
Закон сохранения механической энергии


Слайд 5
Текст слайда:


Состояние механической системы характеризуется координатами и импульсами (скоростями) входящих в неё тел.

Процесс изменения состояния системы тел происходит под действием сил. Количественно этот процесс характеризуется понятием работа силы.




Слайд 6
Текст слайда:

1. Работа постоянной силы определяется как скалярное произведение на


;

– проекция вектора силы на направление перемещения .







Слайд 7
Текст слайда:

2. Работа переменной силы ( ). Вводится понятие элементарной работы (dA) на малом отрезке , когда силу можно считать постоянной, а движение точки – прямолинейным.
(2)
где – элементарный путь, – проекция вектора на перемещение.










Слайд 8
Текст слайда:

Работа переменной силы





Слайд 9
Текст слайда:

Весь участок траектории от точки 1 до точки 2 разбивается на множество малых отрезков dr, полная работа на всем пути равна сумме элементарных работ, т.е.





Слайд 10
Текст слайда:

Кинетическая и потенциальная энергия

В механике рассматриваются два вида энергии: кинетическая (Wk) и потенциаль – ная (Wп), а полная механическая энергия равна их сумме:

энергия тела (или механической системы) – это энергия механического движения, она зависит от массы и скорости тела.




Слайд 11
Текст слайда:

Получим количественное выражение для Wk. Сила , действуя на покоящееся тело, вызывает его движение, совершая работу. Энергия движущегося тела возрастает на величину совершенной работы, т.е.

Используем второй закон Ньютона
и, умножая на перемещение , получим выражение для работы постоянной силы:
(2)







Слайд 12
Текст слайда:



Так как , то элементарная работа


,(3) откуда

(4)

т.е. общее выражение для Wk тела, движущегося со скоростью ,имеет вид:

(5)







Слайд 13
Текст слайда:

2. Потенциальная энергия – это энергия взаимодействия, Wп зависит от взаимного расположения тел и характера действующих между телами сил.
В механике рассматриваются 2 вида сил, действующих между телами: консервативные и диссипативные.


Слайд 14
Текст слайда:

Силы, работа которых при перемещении тела из одного положения в другое не зависит от формы траектории, а зависит только от начального и конечного положений, называются консервативными. Такими силами являются гравитационные силы и силы упругости. В дальнейшем покажем, что только в случае консерва – тивных сил, действующих в замкнутой системе, выполняется закон сохранения механической энергии.


Слайд 15
Текст слайда:


В качестве примера вычислим потенциальную энергию упругодеформированного тела (пружины). Сила упругости , (6) Где k –
жесткость (пружины).
По третьему закону Ньютона деформирующая сила равна по модулю силе упругости и противоположно ей направлена .Элементарная работа dA, совершаемая силой F при малой деформации dx, равна





Слайд 16
Текст слайда:

а полная работа
(7)

идет на увеличение потенциальной энергии пружины.
Таким образом
(8)

Существенно, что работа равна изменению энергии





Слайд 17
Текст слайда:

Закон сохранения механической энергии

Формулировка: Полная механическая энергия замкнутой системы, в которой действуют только консервативные силы, сохраняется постоянной во времени, т.е.
(1)

Проиллюстрируем действие этого закона на примере свободного падения тел.



Слайд 18
Текст слайда:


Известно, что тело, поднятое на высоту h
вблизи поверхности Земли, обладает

потенциальной энергией Предоставленное самому себе, тело будет падать, набирая скорость. При этом сила тяжести совершает работу за счет убыли потенциальной энергии.
Элементарная работа dA на малом отрезке dr:
(2)




Слайд 19
Текст слайда:

Одновременно эта работа идет на увеличение кинетической энергии тела, т.е.
(3)
Поскольку левые части выражений (2) и (3) одинаковы, то одинаковы и правые:
(4)

т.е. убыль потенциальной энергии сопровождается ростом кинетической энергии.




Слайд 20
Текст слайда:


Следовательно,
т.е.

Выражение (6) – математическая запись закона сохранения энергии. Существенно, что это не только закон сохранения, но и превращения одного вида энергии в другой.
Закон сохранения энергии – фундаментальный закон природы, он справедлив как для систем макроскопических тел, так и для систем микромира.




Слайд 21
Текст слайда:

В системе, в которой действуют также неконсервативные силы, например силы трения, полная механическая энергия не сохраняется. В этом случае выполняется более общий закон сохранения энергии.

Его формулировка: В изолированной системе сохраняется постоянной сумма всех видов энергии – механических и немеханических.


Слайд 22
Текст слайда:

Задача

. В пружинном ружье пружина сжата на 10 см. При взводе её сжали на 20 см. С какой скоростью вылетит из ружья стрела массой 30 г, если жесткость пружины 144 Н/м.


Слайд 23
Текст слайда:

Дано:










------------------------



Слайд 24
Текст слайда:

Решение

Закон сохранения энергии:

,

.




Слайд 25
Текст слайда:

Задача

Ракета, масса которой вместе с зарядом равна 250 г, взлетает вертикально вверх и достигает высоты 150 м. Определить скорость истечения газов из ракеты, считая, что сгорание заряда происходит мгновенно. Масса заряда равна 50 г.


Слайд 26
Текст слайда:

Дано:







--------------------




Слайд 27
Текст слайда:

Решение

Закон сохранения импульса


где







Слайд 28
Текст слайда:

Рассматривается прямой центральный удар шаров.
1. Неупругий удар. После соударения оба тела движутся вместе или покоятся. Вследствие удара происходят потери механической энергии (механическая энергия частично переходит в тепловую или энергию остаточных деформаций). В случае такого удара выполняется только закон сохранения импульса.

Упругий и неупругий удары шаров


Слайд 29
Текст слайда:

Силы взаимодействия между телами столь велики, что систему можно считать замкнутой.
Запишем закон сохранения импульса для шаров в проекции на ось Х (направление движения):
(1)
Откуда скорость шаров после удара

(2)
где знак “минус” соответствует движению шаров навстречу друг другу.




Слайд 30
Текст слайда:

Пример: два шара массой 1 кг каждый двигались с одинаковыми скоростями 5 м/с навстречу друг другу. Определить скорость шаров после неупругого удара.


Слайд 31
Текст слайда:

2. Абсолютно упругий удар. После удара оба тела полностью восстанавливают свою форму. При этом ударе выполняются два закона сохранения: импульса и механической энергии.
Скорости шаров до удара обозначим и
, а после удара u1 и u2.
Запишем закон сохранения энергии:
(3)





Слайд 32
Текст слайда:






Слайд 33
Текст слайда:

Рассмотрим пример № 1.
Два шара с кинетическими энергиями по 2,5 Дж каждый двигались навстречу друг другу. Чему равна полная кинетическая энергия шаров после упругого удара?
Пример № 2.
При вертикальном падении шарика на массивную плиту (удар абсолютно упругий). Импульс, переданный плите, равен:
1) ; 2) ; 3) ; 4)
Укажите номер правильного ответа.






Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика