Решение задач на законы сохранения импульса и энергии. - презентация

1 Решение задач на законы сохранения импульса и энергии

2 Повторим теорию!

3 При взаимодействии тел импульс одного тела может частично или полностью передаваться другому телу. Повторим теорию!

4 для неупругого взаимодействия для упругого взаимодействия

5 Нецентральное соударение двух шаров разных масс, один из которых до соударения находился в состоянии покоя: Рассмотрим примеры 1 – импульсы до соударения; 2 – импульсы после соударения; 3 – диаграмма импульсов. Обратим внимание: проекции импульсов обоих шаров после соударения на ось OY должны быть одинаковы по модулю и иметь разные знаки, чтобы их сумма равнялась нулю.

6 Рассмотрим примеры При стрельбе из орудия возникает отдача – снаряд движется вперед, а орудие – откатывается назад. Снаряд и орудие – два взаимодействующих тела. Скорость, которую приобретает орудие при отдаче, зависит только от скорости снаряда и отношения масс.

7 Рассмотрим примеры На принципе отдачи основано реактивное движение. В ракете при сгорании топлива газы, нагретые до высокой температуры, выбрасываются из сопла с большой скоростью относительно ракеты.

8 Продолжим повторение теории! Физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости, называется кинетической энергией тела Теорема о кинетической энергии тела: работа приложенной к телу равнодействующей силы равна изменению его кинетической энергии A = E k2 – Е k1 Потенциальная энергия тела в поле силы тяжести равна работе, которую совершает сила тяжести при опускании тела на нулевой уровень E p = mgh Потенциальная энергия упруго деформированного тела равна работе силы упругости при переходе из данного состояния в состояние с нулевой деформацией

9 Продолжим повторение теории! Закон сохранения энергии в механических процессах: Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой силами тяготения и силами упругости, остается неизменной А – кинетическая энергия шара; В – потенциальная энергия шара; С – полная механическая энергия шара.

10 Рассмотрим пример Задача Х. Гюйгенса: нахождение минимальной прочности легкой нерастяжимой нити, удерживающей тело массой m при его вращении в вертикальной плоскости. F = 6mg

11 Ударом (соударением, столкновением) принято называть кратковременное взаимодействие тел, в результате которого их скорости испытывают значительные изменения. Рассмотрим другие примеры Закон сохранения механической энергии и закон сохранения импульса позволяют находить решения механических задач в тех случаях, когда неизвестны действующие силы. Примером такого рода задач является ударное взаимодействие тел. Часто используются две модели ударного взаимодействия – и абсолютно неупругий удар.абсолютно упругий удар

12 Образовательный портал «Мой университет» - Факультет «Реформа образования» - Неупругие и упругие соударения Абсолютно неупругим ударом называют такое ударное взаимодействие, при котором тела соединяются (слипаются) друг с другом и движутся дальше как одно тело. Абсолютно упругим ударом называется столкновение, при котором сохраняется механическая энергия системы тел. Во многих случаях столкновения атомов, молекул и элементарных частиц подчиняются законам абсолютно упругого удара.

13 Рассмотрим пример На основе законов механики математически точно описывается «поведение» бильярдных шаров, столкновения которых друг с другом и со стенками бильярдного стола можно считать абсолютно упругими. При этом соударения могут быть центральными и нецентральными Центральное соударениеНецентральное соударение

14 Переходим к практике Задача. Под каким углом могут разлететься два тела одинаковой массы после упругого нецентрального столкновения? Построим диаграмму импульсов Применим закон сохранения импульса в векторном виде с учётом равенства масс: По закону сохранения энергии при равных массах: Первое из этих равенств означает, что векторы скоростей образуют треугольник, а второе – что для этого треугольника справедлива теорема Пифагора, то есть он прямоугольный. Искомый угол – это угол между катетами, т.е. он равен 90°.