Законы сохранения План лекции 1. Импульс тела. 2.Энергия.

импульс тела Импульс тела – векторная физическая величина равная произведению массы тела на его скорость. P Единица измерения - кг*м/с.

иная формулировка 2 закона Ньютона Производная импульса тела по времени равна действующей на него силе (сумме сил).

Сумма импульсов тел системы называют импульсом системы: Система называется замкнутой, если на неё не действуют внешние силы, либо действуют, но их равнодействующие равны нулю. В замкнутой системе действуют только внутренние силы Закон сохранения импульса

Закон сохранения импульса. в замкнутой системе векторная сумма импульсов тел, входящих в данную систему, остается постоянной во времени: Главным моментом является то, что в замкнутой системе тел векторная сумма импульсов всех тел остается постоянной. И совершенно не важно, что происходит в системе - сумма импульсов всегда одна и та же.

Импульс замкнутой системы сохраняется:

центр масс Центром масс системы материальных точек называется точка С, положение которой в пространстве задается радиус-вектором, определяемым следующим образом: где r – радиус-вектор тела, m – масса тела, M – масса системы.

Центр масс Если система замкнута, то центр масс движется прямолинейно и равномерно, либо остается неподвижным

Реактивное движение Реактивное движение - движение, возникающее при отделении от тела с некоторой скоростью какой-либо его части. В случае реактивного движения масса тела не остается постоянной, она уменьшается, т.к. часть массы отбрасывается.

Энергия 1. Кинетическая энергия Энергия является универсальной мерой движения и взаимодействия любых объектов в природе. Имеются различные формы энергии: механическая, тепловая, электромагнитная, ядерная... Опыт показывает, что энергия не появляется ниоткуда и не исчезает бесследно, она лишь переходит из одной формы в другую. Это фундаментальное свойство энергии. Каждый вид энергии представляет собой некоторое математическое выражение. Виды механической энергии. Кинетическая энергия – энергия движения тела. m – масса тела, v - его скорость

2. Потенциальная энергия Потенциальная энергия – энергия взаимодействия тела. 2.1 Потенциальная энергия упруго деформированного тела 2.2 Потенциальная энергия тела вблизи поверхности Земли k – жесткость пружины m – масса тела, h – высота

Механическая энергия E тела равна сумме его кинетической и потенциальной энергий: Механическая энергия системы тел равна сумме их кинетических энергий и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом. Закон сохранения механической энергии: Если в замкнутой системе действуют только консервативные силы, то механическая энергия системы сохраняется.

Механическая работа Механическая работа некоторой силы F есть скалярная величина равная произведению этой силы на перемещение и на угол между направлениями силы и перемещением. F s Или, используя векторную алгебру, можем записать так: Единица измерения работы – 1 Джоуль.

Работа переменной силы на криволинейной траектории:

О консервативных силах Есть особые силы, работа которых не зависит от формы траектории, а определяется только начальным и конечным положением тел. Такие силы называют консервативными. Например, к консервативным силам относятся сила тяжести, сила упругости. Неконсервативной силой является сила трения.

мощность Мощность численно равна работе совершённой в единицу времени. Единица измерения мощности – 1 Ватт. Математически мощность можно определить через производную работы по времени: Часто имеет значение быстрота, с которой совершается работа. Мощность N есть отношение работы A ко времени t, за которое эта работа совершена: Мощность, развиваемая силой F при движении тела со скоростью V:

Связь работы и энергии Теорема о кинетической энергии. Изменение кинетической энергии тела равно работе, совершённой приложенными к телу внешними силами за рассматриваемый промежуток времени. Работа консервативной силы равна убыли потенциальной энергии:

Центральный удар шаров Удар – кратковременное взаимодействие тел, при котором возникают деформации и ударные силы значительной величины. Различают два предельных случаев удара: 1. Абсолютно упругий удар. После такого удара тела полностью восстанавливают свои формы, полная механическая энергия не переходит в другие формы, то есть сохраняется. 2. Неупругий удар. После такого удара тела деформируются, слипаются и движутся с одной скоростью. Механическая энергия частично переходит в тепловую, то есть не сохраняется.

Центральный удар Удар называется центральным, если до удара шары движутся вдоль линии, проходящей через их центры масс. Если известны массы m 1, m 2 и скорости шаров до удара: v 1, v 2 то, используя законы сохранения импульса и энергии, можно найти скорости шаров после абсолютно упругого удара: u 1, u 2

Данную лекцию подготовить к практическому занятию 2 по физике на следующей неделе: с 21 по 25 сентября. Внимание! Ссылка на эту лекцию

Лекция окончена! Спасибо за внимание.