Էներգիան սկալյար մեծություն է: SI համակարգում էներգիայի չափման միավորը Ջուլն է։

Կինետիկ և պոտենցիալ էներգիա

Գոյություն ունի էներգիայի երկու տեսակ՝ կինետիկ և պոտենցիալ:

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Կինետիկ էներգիաԱրդյո՞ք այն էներգիան, որն ունի մարմինը իր շարժման շնորհիվ.

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Պոտենցիալ էներգիա - Սա էներգիա է, որը որոշվում է մարմինների փոխադարձ դասավորությամբ, ինչպես նաև այդ մարմինների փոխազդեցության ուժերի բնույթով։

Երկրի գրավիտացիոն դաշտում պոտենցիալ էներգիան Երկրի հետ մարմնի գրավիտացիոն փոխազդեցության արդյունքում ստացված էներգիան է։ Այն որոշվում է Երկրի նկատմամբ մարմնի դիրքով և հավասար է մարմինը տվյալ դիրքից զրոյական մակարդակ տեղափոխելու աշխատանքին.

Պոտենցիալ էներգիա - էներգիա, որը պայմանավորված է մարմնի մասերի փոխազդեցությամբ միմյանց հետ: Այն հավասար է չդեֆորմացված զսպանակի լարվածության (սեղմման) արտաքին ուժերի աշխատանքին ըստ արժեքի.

Մարմինը կարող է միաժամանակ տիրապետել ինչպես կինետիկ, այնպես էլ պոտենցիալ էներգիայի:

Մարմնի կամ մարմինների համակարգի ընդհանուր մեխանիկական էներգիան հավասար է մարմնի (մարմինների համակարգի) կինետիկ և պոտենցիալ էներգիաների գումարին.

Էներգիայի պահպանման օրենքը

Մարմինների փակ համակարգի համար ուժի մեջ է էներգիայի պահպանման օրենքը.

Այն դեպքում, երբ արտաքին ուժերը գործում են մարմնի (կամ մարմինների համակարգի) վրա, օրինակ՝ պահպանման օրենքը մեխանիկական էներգիաչի կատարվել: Այս դեպքում մարմնի (մարմինների համակարգի) ընդհանուր մեխանիկական էներգիայի փոփոխությունը հավասար է արտաքին ուժերին.

Էներգիայի պահպանման օրենքը հնարավորություն է տալիս քանակական կապ հաստատել տարբեր ձևերնյութի շարժում. Ինչպես նաև այն վավեր է ոչ միայն, այլև բոլոր բնական երևույթների համար։ Էներգիայի պահպանման օրենքը ասում է, որ բնության մեջ էներգիան չի կարող ոչնչացվել այնպես, ինչպես կարելի է ստեղծել ոչնչից:

Իր ամենաընդհանուր ձևով էներգիայի պահպանման օրենքը կարող է ձևակերպվել հետևյալ կերպ.

• բնության մեջ էներգիան չի վերանում և նորից չի ստեղծվում, այլ միայն փոխակերպվում է մի տեսակից մյուսը:

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

Զորավարժություններ	400 մ/վ արագությամբ թռչող փամփուշտը դիպչում է հողային լիսեռին և շարժվում մինչև 0,5 մ կանգառ: Որոշեք լիսեռի դիմադրությունը փամփուշտի շարժմանը, եթե դրա զանգվածը 24 գ է:
Լուծում	Լիսեռի դիմադրության ուժը արտաքին ուժ է, հետևաբար այս ուժի աշխատանքը հավասար է փոփոխությանը կինետիկ էներգիափամփուշտներ: Քանի որ լիսեռի դիմադրության ուժը հակառակ է փամփուշտի շարժման ուղղությանը, այս ուժի աշխատանքը. Փամփուշտի կինետիկ էներգիայի փոփոխություն. Այսպիսով, մենք կարող ենք գրել. որտեղից է գալիս հողային լիսեռի դիմադրության ուժը. Փոխակերպենք միավորները SI համակարգի՝ գ կգ։ Եկեք հաշվարկենք դիմադրության ուժը.
Պատասխանել	Լիսեռի դիմադրության ուժը 3,8 կՆ:

ՕՐԻՆԱԿ 2

Զորավարժություններ	0,5 կգ կշռող բեռը որոշակի բարձրությունից ընկնում է 1 կգ կշռող ափսեի վրա, որը տեղադրված է 980 Ն/մ կոշտության գործակիցով զսպանակի վրա։ Որոշեք արժեքը ամենամեծ սեղմումըզսպանակներ, եթե հարվածի պահին բեռը ունեցել է 5 մ/վ արագություն։ Հարվածն անառաձգական է։
Լուծում	Գրենք փակ համակարգի բեռը + թիթեղը։ Քանի որ ազդեցությունը ոչ առաձգական է, մենք ունենք. որտեղից է ափսեի արագությունը հարվածից հետո բեռի հետ. Ըստ էներգիայի պահպանման օրենքի՝ բեռնվածքի ընդհանուր մեխանիկական էներգիան հարվածից հետո թիթեղի հետ միասին հավասար է սեղմված զսպանակի պոտենցիալ էներգիային.

Լաբորատոր աշխատանք թիվ 3

Թեմա:«Մեխանիկական էներգիայի պահպանում մարմնի շարժման ժամանակ ձգողականության և առաձգականության ազդեցության տակ»

Թիրախ: 1) սովորել չափել պոտենցիալ էներգիանմարմինը բարձրացել է գետնից և առաձգականորեն դեֆորմացվածաղբյուրներ;

2) համեմատեք երկու արժեքները՝ զսպանակին կցված մարմնի պոտենցիալ էներգիայի նվազումը, երբ այն ընկնում է, և ձգվող զսպանակի պոտենցիալ էներգիայի աճը:

Սարքեր և նյութեր. 1) դինամոմետր, որի զսպանակի արագությունը 40 Ն / մ է. 2) չափիչ քանոն. 3) բեռնվածություն կոմպլեկտից՝ ըստ մեխանիկայի. բեռի զանգվածը (0,100 ± 0,002) կգ; 4) պահող. 5) եռոտանի թեւով և ոտքով.

Հիմնական տեղեկություններ.

Եթե ​​մարմինը ունակ է աշխատանք կատարելու, ապա ասում են, որ այն էներգիա ունի։

Մարմնի մեխանիկական էներգիա -դա սկալյար արժեք է, որը հավասար է առավելագույն աշխատանքին, որը կարող է կատարվել տվյալ պայմաններում:

Նշվում է ԵԷներգետիկ միավոր SI-ում

Կինետիկ էներգիա -դա մարմնի էներգիան է նրա շարժման շնորհիվ:

Այն ֆիզիկական մեծությունը, որը հավասար է մարմնի զանգվածի արտադրյալի կեսին, կոչվում է նրա արագության քառակուսին կինետիկ էներգիամարմինը:

Կինետիկ էներգիան շարժման էներգիան է։ Մարմնի զանգվածի կինետիկ էներգիա մԱրագությամբ շարժվելը հավասար է այն աշխատանքին, որը պետք է կատարվի հանգստի ժամանակ մարմնի վրա կիրառվող ուժի կողմից՝ այս արագությունը նրան հաղորդելու համար.

Ֆիզիկայի կինետիկ էներգիայի կամ շարժման էներգիայի հետ մեկտեղ կարևոր դերխաղալու հայեցակարգ պոտենցիալ էներգիակամ մարմինների փոխազդեցության էներգիան.

Պոտենցիալ էներգիա– մարմնի էներգիան, որը պայմանավորված է փոխազդող մարմինների կամ մեկ մարմնի մասերի փոխադարձ դասավորությամբ:

Պոտենցիալ էներգիա մարմինները ծանրության մեջ(գետնից բարձրացած մարմնի պոտենցիալ էներգիա):

Եպ = մգհ

Այն հավասար է այն աշխատանքին, որ կատարում է ձգողականությունը մարմինը զրոյի իջեցնելիս։

Ձգված (կամ սեղմված) զսպանակը ունակ է շարժման մեջ դնել իրեն կցված մարմինը, այսինքն՝ կինետիկ էներգիա հաղորդել այս մարմնին։ Հետեւաբար, նման աղբյուրը էներգիայի պաշար ունի։ Զսպանակի (կամ ցանկացած առաձգական դեֆորմացված մարմնի) պոտենցիալ էներգիան կոչվում է մեծություն

Այնտեղ, որտեղ k-ը զսպանակի կոշտությունն է, x-ը մարմնի բացարձակ երկարացումն է։

Առաձգականորեն դեֆորմացված մարմնի պոտենցիալ էներգիա հավասար է առաձգական ուժի աշխատանքին տվյալ վիճակից զրոյական դեֆորմացիայով վիճակի անցնելու ժամանակ։

Առաձգական դեֆորմացիայի ժամանակ պոտենցիալ էներգիան մարմնի առանձին մասերի միմյանց հետ առաձգական ուժերի փոխազդեցության էներգիան է։

Եթե ​​մարմինները, որոնք կազմում են փակ մեխանիկական համակարգ, միմյանց հետ փոխազդում են միայն ձգողականության և առաձգականության ուժերով, ապա այդ ուժերի աշխատանքը հավասար է մարմինների պոտենցիալ էներգիայի փոփոխությանը, վերցված հակառակ նշանով.

A = - (Ep2 - Ep1):

Ըստ կինետիկ էներգիայի թեորեմի՝ այս աշխատանքը հավասար է մարմինների կինետիկ էներգիայի փոփոխությանը.

Այսպիսով, Ek2 - Ek1 = - (Ep2 - Ep1) կամ Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2:

Մարմինների կինետիկ և պոտենցիալ էներգիայի գումարը, որոնք կազմում են փակ համակարգ և փոխազդում են միմյանց հետ ձգողության և առաձգական ուժերի ուժերով, մնում է անփոփոխ։

Այս հայտարարությունն արտահայտում է էներգիայի պահպանման օրենքը մեխանիկական գործընթացներում։ Դա Նյուտոնի օրենքների հետևանք է։

E = Ek + Ep գումարը կոչվում է լրիվ մեխանիկական էներգիա.

Միայն պահպանողական ուժերով միմյանց հետ փոխազդող մարմինների փակ համակարգի ընդհանուր մեխանիկական էներգիան չի փոխվում այդ մարմինների որևէ շարժումով: Կան մարմինների պոտենցիալ էներգիայի միայն փոխադարձ փոխակերպումներ նրանց կինետիկ էներգիայի, և հակառակը, կամ էներգիայի փոխանցում մի մարմնից մյուսը։

E = Ek + Eէջ = հաստատ

Մեխանիկական էներգիայի պահպանման օրենքը կատարվում է միայն այն դեպքում, երբ փակ համակարգում գտնվող մարմինները փոխազդում են միմյանց հետ պահպանողական ուժերով, այսինքն՝ ուժերով, որոնց համար կարելի է ներմուծել պոտենցիալ էներգիա հասկացությունը։

Իրական պայմաններում, գրեթե միշտ, գրավիտացիոն ուժերի, առաձգական ուժերի և այլ պահպանողական ուժերի հետ մեկտեղ, շարժվող մարմինների վրա գործում են միջավայրի շփման կամ դիմադրողական ուժերը։

Շփման ուժը պահպանողական չէ։ Շփման ուժի աշխատանքը կախված է ճանապարհի երկարությունից:

Եթե ​​փակ համակարգ կազմող մարմինների միջև գործում են շփման ուժեր, ապա մեխանիկական էներգիան չի պահպանվում։ Մեխանիկական էներգիայի մի մասը վերածվում է մարմինների ներքին էներգիայի (տաքացում)։

Տեղադրման նկարագրությունը.

Աշխատանքի համար օգտագործվում է նկարում ներկայացված տեղադրումը: 1 կողպեքով եռոտանի վրա տեղադրված դինամոմետր է։

Դինամոմետրի զսպանակը վերջանում է կեռիկով մետաղաձողով: Սողնակը (մեծացված մասշտաբով այն ցուցադրվում է առանձին - նշված է 2 համարով) թեթև խցանե ափսե է (չափերը՝ 5 X 7 X 1,5 մմ), դանակով կտրված դեպի կենտրոն։ Այն տեղադրված է դինամոմետրի մետաղաձողի վրա։ Սողնակը պետք է շարժվի լիսեռի երկայնքով փոքր շփումով, բայց շփումը դեռ պետք է բավարար լինի, որպեսզի սողնակն ինքնուրույն չընկնի: Դուք պետք է համոզվեք դրանում նախքան աշխատանքը սկսելը: Դրա համար ամրացնողը տեղադրվում է սանդղակի ստորին ծայրում՝ սահմանափակող բրա վրա: Այնուհետեւ նրանք ձգվում են եւ ազատվում:

Անջատիչը մետաղալարերի հետ միասին պետք է շարժվի դեպի վեր՝ նշելով զսպանակի առավելագույն երկարացումը, որը հավասար է կանգառից մինչև խցանման հեռավորությանը:

Եթե ​​դուք բարձրացնում եք դինամոմետրի կեռիկի վրա կախված բեռը, որպեսզի զսպանակը չձգվի, ապա բեռի պոտենցիալ էներգիան, օրինակ, սեղանի մակերեսի նկատմամբ. մգհ... Երբ բեռը ընկնում է (իջեցնում է հեռավորությունը x = ժ) բեռի պոտենցիալ էներգիան կնվազի

E 1 = մգժ

իսկ աղբյուրի էներգիան նրա դեֆորմացման ժամանակ մեծանում է

E 2 = kx 2/2

Աշխատանքային կարգը

1. Խստորեն ամրացրեք մեխանիկական հանդերձանքի քաշը դինամոմետրի կեռիկին:

2. Ձեռքով բարձրացրեք քաշը՝ զսպանակը թոթափելու համար, և բռնակը տեղադրեք կապանքի ստորին մասում:

3. Ազատեք բեռը: Ընկնելով՝ բեռը կձգվի զսպանակը։ Հանեք քաշը և քանոնով չափեք առավելագույն երկարացումը՝ ըստ ամրացնողի դիրքի։ Xաղբյուրներ.

4. Կրկնել փորձը հինգ անգամ: Գտե՛ք h-ի և x-ի միջինը

5. Հաշվեք E 1cr = մգժև E 2av = kx 2/2

6. Արդյունքները մուտքագրեք աղյուսակում.

Փորձի համարը	h = x առավելագույնը, մ	h cf = x cf, մ	E 1cr, Ջ	E 2cr, Ջ	E 1sr / E 2sr
Փորձի համարը	h = x առավելագույնը, մ					h cf = x cf, մ	E 1cr, Ջ	E 2cr, Ջ	E 1sr / E 2sr
	0,048
	0,054
	0,052
	0,050
	0,052

2. Հաշվարկները կատարում ենք ձեռնարկի համաձայն։

1. Էներգիա հասկացությանը ծանոթացաք ֆիզիկայի 7-րդ դասարանում։ Հիշենք նրան։ Ենթադրենք, որ ինչ-որ մարմին, օրինակ՝ տրոլեյբուս, սահում է թեք հարթությունից և շարժում է իր հիմքում ընկած բլոկը: Ասում են՝ սայլը գործն անում է։ Իսկապես, այն գործում է ձողի վրա որոշակի առաձգական ուժով, և ձողը միաժամանակ շարժվում է:

Մեկ այլ օրինակ. Որոշակի արագությամբ շարժվող մեքենայի վարորդը արգելակում է, և որոշ ժամանակ անց մեքենան կանգ է առնում։ Այս դեպքում նույնպես մեքենան աշխատում է շփման ուժի դեմ:

Նրանք դա ասում են եթե մարմինը կարող է աշխատանք կատարել, ուրեմն այն էներգիա ունի.

Էներգիան նշվում է տառով Ե... SI-ում էներգիայի միավորն է ջուլ (1 Ջ).

2. Մեխանիկական էներգիայի երկու տեսակ կա՝ պոտենցիալ և կինետիկ:

Պոտենցիալ էներգիան մարմինների կամ մարմնի մասերի փոխազդեցության էներգիան է՝ կախված նրանց փոխադարձ դիրքից։

Բոլոր փոխազդող մարմիններն ունեն պոտենցիալ էներգիա: Այսպիսով, ցանկացած մարմին փոխազդում է Երկրի հետ, հետևաբար մարմինը և Երկիրը ունեն պոտենցիալ էներգիա։ Մարմինները կազմող մասնիկները նույնպես փոխազդում են միմյանց հետ և ունեն նաև պոտենցիալ էներգիա։

Քանի որ պոտենցիալ էներգիան փոխազդեցության էներգիան է, այն վերաբերում է ոչ թե մեկ մարմնի, այլ փոխազդող մարմինների համակարգին։ Այն դեպքում, երբ խոսքը Երկրից վեր բարձրացած մարմնի պոտենցիալ էներգիայի մասին է, համակարգը կազմված է Երկրից և նրա վեր բարձրացած մարմնից։

3. Եկեք պարզենք, թե ինչի է հավասար Երկրի վրա բարձրացած մարմնի պոտենցիալ էներգիան։ Դա անելու համար մենք կապ կգտնենք ձգողության ուժի աշխատանքի և մարմնի պոտենցիալ էներգիայի փոփոխության միջև:

Թող մարմնի զանգվածը մընկնում է բարձրությունից հ 1 մինչև բարձրությունը հ 2 (նկ. 72)։ Այս դեպքում մարմնի տեղաշարժն է հ = հ 1 – հ 2. Այս տարածքում ձգողականության աշխատանքը հավասար կլինի.

Ա = Ֆծանր հ = մգհ = մգ(հ 1 – հ 2), կամ
Ա = մգհ 1 – մգհ 2 .

Մեծությունը մգհ 1 = Ե n1-ը բնութագրում է մարմնի սկզբնական դիրքը և ներկայացնում է նրա պոտենցիալ էներգիան սկզբնական դիրքում, մգհ 2 = Ե n2 - մարմնի պոտենցիալ էներգիան վերջնական դիրքում: Բանաձևը կարող է վերաշարադրվել հետևյալ կերպ.

Ա = Ե n1 - Ե n2 = - ( Ե n2 - Ե n1):

Երբ մարմնի դիրքը փոխվում է, նրա պոտենցիալ էներգիան փոխվում է։ Այս կերպ,

ձգողականության աշխատանքը հավասար է մարմնի պոտենցիալ էներգիայի փոփոխությանը, վերցված հակառակ նշանով։

Մինուս նշանը նշանակում է, որ երբ մարմինն ընկնում է, ձգողության ուժը դրական աշխատանք է կատարում, իսկ մարմնի պոտենցիալ էներգիան նվազում է։ Եթե ​​մարմինը շարժվում է դեպի վեր, ապա ձգողության ուժը բացասական աշխատանք է կատարում, և մարմնի պոտենցիալ էներգիան մեծանում է։

4. Մարմնի պոտենցիալ էներգիան որոշելիս անհրաժեշտ է նշել այն մակարդակը, որի համեմատ այն չափվում է, որը կոչվում է. զրոյական մակարդակ.

Օրինակ, վոլեյբոլի ցանցի վրայով թռչող գնդակի պոտենցիալ էներգիան ունի ցանցի հետ կապված մեկ նշանակություն, իսկ մարզասրահի հատակին մեկ այլ նշանակություն: Այստեղ կարևոր է, որ երկու կետերում մարմնի պոտենցիալ էներգիաների տարբերությունը կախված չէ ընտրված զրոյական մակարդակից։ Սա նշանակում է, որ մարմնի պոտենցիալ էներգիայի կատարած աշխատանքը կախված չէ զրոյական մակարդակի ընտրությունից։

Հաճախ պոտենցիալ էներգիան որոշելիս Երկրի մակերեսը վերցվում է որպես զրոյական մակարդակ։ Եթե ​​մարմինը որոշակի բարձրությունից ընկնում է Երկրի մակերևույթ, ապա ձգողականության աշխատանքը հավասար է պոտենցիալ էներգիայի. Ա = մգհ.

Հետևաբար, մարմնի պոտենցիալ էներգիան, որը բարձրանում է զրոյական մակարդակից բարձր որոշակի բարձրության վրա, հավասար է ձգողության ուժի աշխատանքին, երբ մարմինն այս բարձրությունից ընկնում է զրոյական մակարդակ։

5. Ցանկացած դեֆորմացված մարմին ունի պոտենցիալ էներգիա։ Երբ մարմինը սեղմվում կամ ձգվում է, այն դեֆորմացվում է, նրա մասնիկների փոխազդեցության ուժերը փոխվում են, և առաջանում է առաձգական ուժ։

Թող զսպանակի աջ ծայրը (տես նկ. 68) շարժվի D կոորդինատ ունեցող կետից լ 1 կոորդինատով կետին լ 2. Հիշեցնենք, որ առաձգական ուժի աշխատանքը հավասար է.

Ա =– .

Քանակ = Ե n1-ը բնութագրում է դեֆորմացված մարմնի առաջին վիճակը և ներկայացնում է նրա պոտենցիալ էներգիան առաջին վիճակում՝ արժեքը = Ե n2-ը բնութագրում է դեֆորմացված մարմնի երկրորդ վիճակը և ներկայացնում է նրա պոտենցիալ էներգիան երկրորդ վիճակում: Դուք կարող եք գրել.

Ա = –(Ե n2 - Ե n1), այսինքն.

առաձգական ուժի աշխատանքը հավասար է աղբյուրի պոտենցիալ էներգիայի փոփոխությանը, վերցված հակառակ նշանով։

Մինուս նշանը ցույց է տալիս, որ դրական աշխատանքի, առաձգականության կատարյալ ուժի արդյունքում մարմնի պոտենցիալ էներգիան նվազում է։ Երբ մարմինը սեղմվում կամ ձգվում է արտաքին ուժի ազդեցության տակ, նրա պոտենցիալ էներգիան մեծանում է, իսկ առաձգական ուժը բացասական աշխատանք է կատարում։

Ինքնաթեստի հարցեր

1. Ե՞րբ կարող եք ասել, որ մարմինը էներգիա ունի: Ո՞րն է էներգիայի միավորը:

2. Ո՞ր էներգիան է կոչվում պոտենցիալ:

3. Ինչպե՞ս հաշվարկել Երկրի վրա բարձրացած մարմնի պոտենցիալ էներգիան:

4. Արդյո՞ք Երկրի վրա բարձրացած մարմնի պոտենցիալ էներգիան կախված է զրոյական մակարդակից:

5. Ինչպե՞ս հաշվարկել առաձգականորեն դեֆորմացված մարմնի պոտենցիալ էներգիան:

Առաջադրանք 19

1. Ի՞նչ աշխատանք պետք է կատարվի, որպեսզի 2 կգ կշռող ալյուրի պարկը հատակի համեմատ 0,5 մ բարձրության վրա գտնվող դարակից տեղափոխվի հատակի համեմատ 0,75 մ բարձրության վրա գտնվող սեղան: Որքա՞ն է դարակի վրա ընկած ալյուրի պարկի պոտենցիալ էներգիան հատակին և դրա պոտենցիալ էներգիան, երբ այն գտնվում է սեղանի վրա:

2. Ինչ աշխատանք պետք է կատարվի 4 կՆ/մ կոշտությամբ զսպանակը պետությանը փոխանցելու համար 1 ձգել այն 2 սմ. Ինչ լրացուցիչ աշխատանք պետք է կատարվի աղբյուրը պետությանը փոխանցելու համար 2 ձգելով այն ևս 1 սմ. Ո՞րն է աղբյուրի պոտենցիալ էներգիայի փոփոխությունը, երբ այն փոխանցվում է վիճակին 1 և պետությունից 1 մի վիճակում 2 ? Որքա՞ն է նահանգում աղբյուրի պոտենցիալ էներգիան 1 և կարող է 2 ?

3. Նկար 73-ում պատկերված է գնդակի վրա ազդող ծանրության ուժի կախվածության գրաֆիկը գնդակի բարձրությունից: Գրաֆիկի միջոցով հաշվարկե՛ք գնդակի պոտենցիալ էներգիան 1,5 մ բարձրության վրա:

4. Նկար 74-ում ներկայացված է զսպանակի երկարացման կախվածության գրաֆիկը դրա վրա ազդող ուժից: Որքա՞ն է 4 սմ երկարությամբ աղբյուրի պոտենցիալ էներգիան:

Աշխատանք և կինետիկ էներգիա

Կինետիկ էներգիան մեխանիկական համակարգի էներգիան է՝ կախված ընտրված հղման համակարգում նրա կետերի շարժման արագություններից։ Թարգմանական և պտտվող շարժման կինետիկ էներգիան հաճախ մեկուսացված է։ Պարզ լեզվով, կինետիկ էներգիան այն էներգիան է, որն ունի մարմինը միայն շարժվելիս։ Երբ մարմինը չի շարժվում, կինետիկ էներգիան զրո է: Աշխատանքի և մարմնի արագության փոփոխություն.Եկեք կապ հաստատենք հաստատուն ուժի աշխատանքի և մարմնի արագության փոփոխության միջև։ Այս դեպքում ուժի աշխատանքը կարող է սահմանվել որպես. Նյուտոնի երկրորդ օրենքի համաձայն ուժի մոդուլը հավասար է, իսկ տեղաշարժի մոդուլը հավասարաչափ արագացված ուղղագիծ շարժման դեպքում.

. (19.3) Մարմնի վրա կիրառվող արդյունք ուժերի աշխատանքը հավասար է մարմնի կինետիկ էներգիայի փոփոխությանը։Այս պնդումը կոչվում է կինետիկ էներգիայի թեորեմ։

Քանի որ կինետիկ էներգիայի փոփոխությունը հավասար է ուժի աշխատանքին (19.3), կինետիկ էներգիան արտահայտվում է աշխատանքի նույն միավորներով, այսինքն. ջոուլներով:

Եթե ​​զանգված ունեցող մարմնի շարժման սկզբնական արագությունը հավասար է զրոյի, և մարմինը մեծացնում է իր արագությունը մինչև մի արժեք, ապա ուժի աշխատանքը հավասար է մարմնի կինետիկ էներգիայի վերջնական արժեքին.

... (19.4) Քանի որ տեղաշարժը ուղղությամբ համընկնում է ձգողականության վեկտորի հետ, ձգողականության աշխատանքը

... (20.1), որ Ծանրության ուժի աշխատանքը կախված չէ մարմնի հետագծից և միշտ հավասար է ծանրության ուժի մոդուլի արտադրյալին սկզբնական և վերջնական դիրքերում բարձրությունների տարբերությամբ։Ներքև շարժվելիս ձգողականության աշխատանքը դրական է, իսկ վերև շարժվելիս՝ բացասական։ Փակ ճանապարհի վրա ձգողականության աշխատանքը զրոյական է: Երկրից վեր բարձրացած մարմնի պոտենցիալ էներգիայի արժեքը կախված է զրոյական մակարդակի ընտրությունից, այսինքն. այն բարձրությունը, որում պոտենցիալ էներգիան ընդունվում է որպես զրո: Սովորաբար ենթադրվում է, որ Երկրի մակերեսի վրա մարմնի պոտենցիալ էներգիան զրո է։

Լուծումներ, օսմոտիկ ճնշում: Խոնավություն՝ հարաբերական և բացարձակ խոնավություն, ցողի կետ: Օսմոտիկ ճնշում(նշվում է π) - ավելցուկային հիդրոստատիկ ճնշում լուծույթի վրա, որն անջատված է մաքուր լուծիչից կիսաթափանցիկ թաղանթով, որի ժամանակ դադարում է լուծիչի տարածումը թաղանթով (օսմոզ): Այս ճնշումը հակված է հավասարեցնելու երկու լուծույթների կոնցենտրացիաները՝ լուծվող նյութերի և լուծիչների մոլեկուլների հակադիֆուզիայի շնորհիվ: Լուծույթի կողմից ստեղծված օսմոտիկ ճնշման մեծությունը կախված է նրանում լուծված նյութերի քանակից, այլ ոչ թե նրանում լուծված նյութերի քիմիական բնույթից (կամ իոններից, եթե նյութի մոլեկուլները տարանջատվում են), հետևաբար, օսմոտիկ ճնշումը կոլիգատիվ հատկություն է։ լուծումը։

Որքան բարձր է նյութի կոնցենտրացիան լուծույթում, այնքան մեծ է նրա կողմից ստեղծված օսմոտիկ ճնշումը։ Այս կանոնը, որը կոչվում է օսմոտիկ ճնշման օրենք, արտահայտվում է պարզ բանաձևով, որը շատ նման է իդեալական գազի որոշակի օրենքի. C-ն լուծույթի մոլային կոնցենտրացիան է՝ արտահայտված հիմնական SI միավորների համակցությամբ, այսինքն՝ մոլ/մ 3-ով, և ոչ սովորական մոլ/լ-ով. R-ը գազի համընդհանուր հաստատունն է. T-ը լուծույթի թերմոդինամիկական ջերմաստիճանն է։

Օդի բացարձակ խոնավությունը (զ) 1 մ 3 օդում իրականում պարունակվող ջրի գոլորշի քանակն է՝ f = m (օդում պարունակվող ջրի գոլորշիների զանգված) / V (խոնավ օդի ծավալը): Բացարձակ խոնավության սովորաբար օգտագործվող միավորն է՝ (f) = g / Հարաբերական խոնավություն՝ φ = (բացարձակ խոնավություն) / (առավելագույն խոնավություն): Հարաբերական խոնավությունը սովորաբար արտահայտվում է որպես տոկոս: Այս արժեքները միմյանց հետ կապված են հետևյալ հարաբերակցությամբ՝ φ = (f × 100) / fmax: Ցողի կետը այն ջերմաստիճանն է, որով օդը պետք է սառչի, որպեսզի դրանում պարունակվող գոլորշին հասնի հագեցվածության և սկսի խտանալ ցողի մեջ:

Բյուրեղային և ամորֆ պինդ մարմիններ: Հեղուկ բյուրեղներ. Պինդ մարմինների դեֆորմացիա. Դեֆորմացիայի տեսակները.

Պինդ- նյութի ագրեգատ վիճակ, որը բնութագրվում է ատոմների ձևի կայունությամբ և շարժման բնույթով, որոնք փոքր թրթռումներ են կատարում հավասարակշռության դիրքերի շուրջ: Բյուրեղային մարմիններ... Կոշտ մարմինը դժվար է սեղմել կամ ձգվել նորմալ պայմաններում: Գործարաններում և գործարաններում պինդ նյութերին ցանկալի ձև կամ ծավալ տալու համար դրանք մշակվում են հատուկ մեքենաներպտտում, հարթեցում, մանրացում։ Ամորֆ մարմիններ... Բացի բյուրեղայինից, ամորֆ մարմինները կոչվում են նաև պինդ մարմիններ։

AT- դրանք պինդ մարմիններ են, որոնք բնութագրվում են տարածության մեջ մասնիկների անկարգ դասավորվածությամբ։ Ամորֆ մարմինները ներառում են ապակի, սաթ, տարբեր այլ խեժեր և պլաստմասսա։ Չնայած սենյակային ջերմաստիճանում այս մարմինները պահպանում են իրենց ձևը, ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ նրանք աստիճանաբար փափկվում են և սկսում են հոսել հեղուկների պես. ամորֆ մարմինները չունեն որոշակի ջերմաստիճան կամ հալչում: Հեղուկ բյուրեղներ - Սա փուլային վիճակ է, որի մեջ որոշ նյութեր անցնում են որոշակի պայմաններում (ջերմաստիճան, ճնշում, կոնցենտրացիան լուծույթում):

LCDմիաժամանակ տիրապետում են և՛ հեղուկների (հեղուկություն), և՛ բյուրեղների (անիզոտրոպություն) հատկություններին: Կոշտ դեֆորմացիա- արտաքին ուժերի ազդեցության տակ պինդ մարմնի գծային չափերի կամ ձևերի փոփոխություն: Դեֆորմացիաների տեսակները : Դեֆորմացիա ձգվելովկամ սեղմում- մարմնի ցանկացած գծային չափի փոփոխություն (երկարություն, լայնություն կամ բարձրություն): Դեֆորմացիա հերթափոխ- պինդ մարմնի բոլոր շերտերի տեղաշարժը մեկ ուղղությամբ՝ որոշակի կտրող հարթությանը զուգահեռ: Դեֆորմացիա կռում- մարմնի որոշ մասերի սեղմում, իսկ մյուսները ձգվում են: Դեֆորմացիա ոլորում- նմուշի զուգահեռ հատվածների պտտումը որոշակի առանցքի շուրջ արտաքին ուժի ազդեցությամբ.

Պինդ մարմինների մեխանիկական հատկությունները. Հուկի օրենքը. Դեֆորմացիայի կորը. Առաձգականության և ուժի սահմանները. Պլաստիկ դեֆորմացիա.

Կիրառվող արտաքին ուժերի ազդեցությամբ կոշտ մարմինները փոխում են իրենց ձևն ու ծավալը՝ դեֆորմացվում են։ Եթե ​​ուժի գործողության դադարեցումից հետո մարմնի ձևն ու ծավալը ամբողջությամբ վերականգնվում են, ապա դեֆորմացիան կոչվում է. առաձգական, իսկ մարմինը բացարձակ առաձգական է։ Դեֆորմացիաները, որոնք չեն անհետանում ուժերի գործողության դադարեցումից հետո, կոչվում են պլաստիկիսկ մարմինները պլաստիկ են։ Տարբերում են դեֆորմացիաների հետևյալ տեսակները՝ ձգում, սեղմում, կտրում, ոլորում և ծռում։ Առաձգական դեֆորմացիան բնութագրվում է բացարձակ երկարացման դելտայով լև հարաբերական երկարացում ե: որտեղ լ 0- սկզբնական երկարությունը, լբարի վերջնական երկարությունն է: Մեխանիկական սթրեսը առաձգական մոդուլի F-ի հարաբերակցությունն է մարմնի խաչմերուկի տարածքին S: b = F / S.

SI-ում 1Pa = 1N / m 2 վերցվում է որպես մեխանիկական սթրեսի միավոր: Հուկի օրենքը. փոքր դեֆորմացիաների դեպքում լարվածությունը ուղիղ համեմատական ​​է հարաբերական երկարացմանը (բ= Է. ե). Էլաստիկ դեֆորմացիակոչվում է այն, որի դեպքում ուժի գործողության դադարեցումից հետո մարմինը վերականգնում է իր սկզբնական ձևն ու չափը։ Պլաստիկ դեֆորմացիաԱնուն. այնպես, որ բեռի դադարեցումից հետո մարմինը չի վերականգնում իր սկզբնական ձևն ու չափը։ Պլաստիկ դեֆորմացիան միշտ նախորդում է առաձգական դեֆորմացիային:

Գազերի մոլեկուլային կինետիկ տեսության հիմնական հավասարումը.

Իդեալական գազի մոդելը օգտագործվում է գազային վիճակում գտնվող նյութի հատկությունները բացատրելու համար։ Գազի իդեալական մոդելը ենթադրում է հետևյալը. մոլեկուլներն ունեն աննշան ծավալ՝ համեմատած նավի ծավալի հետ, գրավիչ ուժերը չեն գործում մոլեկուլների միջև, իսկ վանող ուժերը գործում են, երբ մոլեկուլները բախվում են միմյանց և նավի պատերին: Գազի իդեալական ճնշում: Մոլեկուլային կինետիկ տեսության առաջին և կարևոր հաջողություններից մեկը անոթի պատերի վրա գազի ճնշման երևույթի որակական և քանակական բացատրությունն էր։ Անոթի պատերի հետ ճնշման որակական բացատրությունը փոխազդում է նրանց հետ մեխանիկայի օրենքների համաձայն՝ որպես առաձգական մարմիններ: Երբ մոլեկուլը բախվում է անոթի պատին, արագության վեկտորի ելքը պատին ուղղահայաց ՕХ առանցքի վրա փոխում է իր նշանը հակառակի վրա, բայց բացարձակ արժեքով մնում է հաստատուն։

Հետևաբար, մոլեկուլի պատին բախվելու արդյունքում նրա իմպուլսի պրոյեկցիան OX առանցքի վրա փոխվում է մինչև։ Մոլեկուլի իմպուլսի փոփոխությունը ցույց է տալիս, որ բախման ժամանակ նրա վրա գործում է պատից ուղղված ուժ։ Մոլեկուլի իմպուլսի փոփոխությունը հավասար է ուժի իմպուլսի: Բախման ժամանակ մոլեկուլը պատի վրա գործում է մի ուժով, որը հավասար է մոդուլի ուժին, համաձայն Նյուտոնի երրորդ օրենքի և ուղղված հակառակը: Գազի մոլեկուլները շատ են, և դրանց հարվածները պատին հաջորդում են մեկը մյուսի հետևից շատ բարձր հաճախականությամբ։ Առանձին մոլեկուլների անոթի պատին բախվելիս ուժի երկրաչափական գումարի միջին արժեքը գազի ճնշման ուժն է։ Գազի ճնշումը հավասար է ճնշման ուժի մոդուլի և պատի տարածքի S հարաբերությանը: Մոլեկուլային կինետիկ տեսության հիմնական դրույթների կիրառման հիման վրա ստացվել է հավասարում, որը հնարավորություն է տվել հաշվարկել գազի ճնշումը, եթե Հայտնի են գազի մոլեկուլի զանգվածը m0, մոլեկուլների արագության քառակուսու միջին արժեքը և n մոլեկուլների կոնցենտրացիան. հավասարումը կոչվում է մոլեկուլային կինետիկ տեսության հիմնական հավասարում։ Իդեալական գազի մոլեկուլների փոխադրական շարժման կինետիկ էներգիայի միջին արժեքը նշելով՝ ստանում ենք. Իդեալական գազի ճնշումը հավասար է միավոր ծավալի մեջ պարունակվող մոլեկուլների թարգմանական շարժման միջին կինետիկ էներգիայի երկու երրորդին։

Համակարգի ներքին էներգիան՝ որպես վիճակի ֆունկցիա։ Ջերմության և աշխատանքի համարժեքությունը. Թերմոդինամիկայի առաջին օրենքը.

Ներքին էներգիա - համակարգի վիճակի թերմոդինամիկ ֆունկցիան, նրա էներգիան, որը որոշվում է ներքին վիճակով. Այն բաղկացած է հիմնականում մասնիկների (ատոմներ, մոլեկուլներ, իոններ) շարժման կինետիկ էներգիայից. , էլեկտրոններ) և նրանց միջև փոխազդեցության էներգիան (ներ- և միջմոլեկուլային): Ներքին էներգիայի վրա ազդում է արտաքին դաշտի ազդեցության տակ համակարգի ներքին վիճակի փոփոխությունը. Ներքին էներգիան ներառում է, մասնավորապես, էներգիան, որը կապված է արտաքին էլեկտրական դաշտում դիէլեկտրիկի բևեռացման և արտաքին մագնիսական դաշտում պարամագնիսականի մագնիսացման հետ:

Համակարգի կինետիկ էներգիան որպես ամբողջություն և համակարգի տարածական դասավորությամբ պայմանավորված պոտենցիալ էներգիան ներառված չեն ներքին էներգիայի մեջ։ Թերմոդինամիկայի մեջ որոշվում է միայն ներքին էներգիայի փոփոխությունը տարբեր գործընթացներում։ Հետևաբար, ներքին էներգիան նշվում է մինչև որոշակի հաստատուն ժամկետ՝ կախված զրո վերցված էներգիայից։ Ներքին էներգիա Uորպես վիճակի ֆունկցիա ներմուծվում է թերմոդինամիկայի առաջին օրենքով, ըստ որի՝ տարբերությունը համակարգին փոխանցվող ջերմության Q և աշխատանքի միջև. Վհամակարգի կողմից իրականացվող կախված է միայն համակարգի սկզբնական և վերջնական վիճակներից և կախված չէ անցումային ուղուց, այսինքն. ներկայացնում է Δ վիճակի ֆունկցիայի փոփոխությունը Uորտեղ U 1 և U 2- համակարգի ներքին էներգիան համապատասխանաբար նախնական և վերջնական վիճակներում. Հավասարումը (1) արտահայտում է էներգիայի պահպանման օրենքը, որը կիրառվում է թերմոդինամիկական գործընթացների նկատմամբ, այսինքն. գործընթացներ, որոնցում ջերմությունը փոխանցվում է. Ցիկլային գործընթացի համար, որը վերադարձնում է համակարգը իր սկզբնական վիճակին, Δ U= 0. Իզոխորիկ գործընթացներում, այսինքն. գործընթացները մշտական ​​ծավալով, համակարգը չի կատարում աշխատանք ընդլայնման պատճառով, Վ= 0 և համակարգին փոխանցվող ջերմությունը հավասար է ներքին էներգիայի ավելացմանը. Q v= Δ U... Ադիաբատիկ պրոցեսների համար, երբ Ք= 0, Δ U= -Վ. Ներքին էներգիաՀամակարգը որպես իր էնտրոպիայի S-ի, V ծավալի և i-րդ բաղադրիչի m i մոլերի քանակի ֆունկցիան թերմոդինամիկական ներուժն է։ Սա թերմոդինամիկայի առաջին և երկրորդ սկզբունքների հետևանք է և արտահայտվում է հարաբերակցությամբ.

Հարաբերական դիէլեկտրական հաստատուն: Էլեկտրական հաստատուն. Էլեկտրական դաշտի ուժը.

Դիէլեկտրիկ հաստատունմիջավայր - ֆիզիկական մեծություն, որը բնութագրում է մեկուսիչ (դիէլեկտրիկ) միջավայրի հատկությունները և ցույց է տալիս էլեկտրական ինդուկցիայի կախվածությունը ուժից. էլեկտրական դաշտ... Հարաբերական թույլատրելիությունը ε անչափ է և ցույց է տալիս, թե միջավայրում երկու էլեկտրական լիցքերի փոխազդեցության ուժը քանի անգամ է փոքր, քան վակուումում։ Օդի և շատ այլ գազերի համար այս արժեքը նորմալ պայմաններում մոտ է միասնությանը (նրանց ցածր խտության պատճառով):

Պինդ կամ հեղուկ դիէլեկտրիկների մեծ մասի համար հարաբերական թույլատրելիությունը տատանվում է 2-ից 8-ի (ստատիկ դաշտի համար): Ստատիկ դաշտում ջրի դիէլեկտրական հաստատունը բավականին բարձր է` մոտ 80: Էլեկտրական հաստատունը (e 0) ֆիզիկական հաստատուն է, որը ներառված է էլեկտրականության օրենքների մեջ: դաշտերը (օրինակ՝ ներս Կախովի օրենք) այս ur-ny-ը ռացիոնալացված ձևով գրելիս՝ ըստ կտրվածքի ձևավորված էլեկտրականության: և մագն. միավորներ Միավորների միջազգային համակարգ;ըստ հին տերմինաբանության՝ էլ. տարրը կոչվում է դիէլեկտրիկ։ վակուումի թափանցելիություն. որտեղ m 0 - մագնիսական հաստատուն.Ի տարբերություն դիէլեկտրիկի. թափանցելիությունը e, կախված նյութի տեսակից, ջերմաստիճանից, ճնշումից և այլ պարամետրերից, E. p. e 0 կախված է միայն միավորների համակարգի ընտրությունից:

Օրինակ՝ գաուսյան Միավորների CGS համակարգ էլեկտրական դաշտի ուժըդասական էլեկտրադինամիկայի մեջ ( Ե) էլեկտրականի վեկտորային հատկանիշն է։ դաշտը, ուժը, որը գործում է միավորի վրա հանգստի վիճակում տվյալ հղման համակարգում: գանձել։ Այս դեպքում ենթադրվում է, որ լիցքի (լիցքավորված թեստային մարմնի) ներդրումը արտաքին. դաշտ Եդա չի փոխում։ Երբեմն, փոխարեն Հ. է. եւ այլն, ուղղակի ասում են «էլեկտրական դաշտ»։ Չափս N. e. էջ Գաուսի համակարգում - L -1/2 M 1/2 T -1, SI-ում - LMT -3 I -1; միավոր H. e. p. SI-ում վոլտ է մեկ մետրի համար (1 CGSE = 3,10 4 Վ / մ): Հ–ի բաշխում. n. տարածության մեջ սովորաբար բնութագրվում է գծերի ընտանիքով Ե(էլեկտրական դաշտի ուժի գծերը) to-psh-ին շոշափող յուրաքանչյուր կետում համընկնում են վեկտորի ուղղություններին Ե.

Ինչպես ցանկացած վեկտորային դաշտ, դաշտը Եբաժանված է երկու բաղադրիչի՝ պոտենցիալ ([ Ե n) = 0, Ե n = - j e) և հորձանուտ ( Ե B = 0, Ե B = [ Ամ]): Մասնավորապես՝ էլ. անշարժ լիցքերի համակարգով ստեղծված դաշտը զուտ պոտենցիալ է։ Էլեկտրական. ճառագայթային դաշտ, ներառյալ դաշտը Ելայնակի էլ. մագ. ալիքները զուտ հորձանուտ են: Վեկտորի մագն. ինդուկցիա ՎՀ.ե. n-ը կազմում է էլեկտրամագնիսական դաշտի մեկ 4-տենզոր:

Հետեւաբար, զուտ էլեկտրական: Լիցքավորման տվյալ համակարգի դաշտը գոյություն ունի միայն «ընտրված» հղման համակարգում, որտեղ լիցքերը անշարժ են։ Մյուս իներցիոն հղման շրջանակներում՝ «ընտրվածի» համեմատ գրառմամբ շարժվելը։ արագություն u, կա նաև մագնիսական դաշտ Վ" = = [uE] / կոնվեկցիայի տեսքի պատճառով։ հոսանքներ ժ= r u/ (r-ը լիցքավորման խտությունն է «ընտրված» համակարգում):

Նպատակը:Ձգված զսպանակի պոտենցիալ էներգիայի նվազումը համեմատե՛ք զսպանակի հետ կապված մարմնի կինետիկ էներգիայի ավելացման հետ։

Սարքավորումներ:երկու եռոտանի ճակատային աշխատանքի համար; ուսումնական դինամոմետր; գնդակ; թելեր; սպիտակ և ածխածնային թղթի թերթեր; չափիչ քանոն; մարզման կշեռքներ եռոտանիով; կշիռները.

Տեսական հիմքաշխատանք

Ելնելով առաձգական ուժերի հետ մարմինների փոխազդեցության ժամանակ էներգիայի պահպանման և փոխակերպման օրենքից՝ ձգվող զսպանակի պոտենցիալ էներգիայի փոփոխությունը պետք է հավասար լինի դրա հետ կապված մարմնի կինետիկ էներգիայի փոփոխությանը, վերցված հակառակի հետ։ նշան:

Այս հայտարարության փորձնական ստուգման համար կարող եք օգտագործել Նկար 1-ում ներկայացված կարգավորումը: Եռոտանի ոտքի մեջ ամրացված է դինամոմետր: Նրա կեռիկից 60-80 սմ երկարությամբ թելի վրա գնդիկ են կապում, մեկ այլ եռոտանի վրա, նույն բարձրության վրա դինամոմետրով, ոտքի մեջ ակոս է ամրացված։ Գնդակը տեղադրելով ակոսի եզրին և պահելով այն՝ թելի երկարությամբ հեռացրեք երկրորդ եռոտանի առաջինից։ Եթե ​​դուք գնդակը հեռացնում եք սահիկի եզրից X,ապա դեֆորմացիայի արդյունքում աղբյուրը ձեռք կբերի պոտենցիալ էներգիայի պաշար

որտեղ կ- աղբյուրի կոշտությունը.

Այնուհետև գնդակը բաց է թողնվում: Առաձգական ուժի ազդեցությամբ գնդակը ձեռք է բերում արագություն Վ.Անտեսելով շփման ուժի ազդեցությամբ առաջացած կորուստները՝ կարելի է ենթադրել, որ ձգվող զսպանակի պոտենցիալ էներգիան ամբողջությամբ կվերածվի գնդակի կինետիկ էներգիայի.

Բրինձ. մեկ

Գնդակի արագությունը կարելի է որոշել՝ չափելով նրա թռիչքի միջակայքը։ Սբարձրությունից ազատ անկման դեպքում հ.Արտահայտություններից բխում է, որ. Հետո

Աշխատանքի նպատակն է ստուգել հավասարությունը.

Հաշվի առնելով հավասարությունը՝ ստանում ենք.

Աշխատանքային կարգը

1. Տեղադրեք դինամոմետրը և խողովակը եռոտանիների վրա նույն վրա
բարձրությունը հ= 40 սմ սեղանի մակերեսից: Մյուս ծայրում գնդիկին կապած թելը ամրացրեք դինամոմետրի կեռին: Տեղադրեք սպիտակ թղթի թերթիկ և դրա վրա ածխածնային թղթի թերթիկ՝ նախատեսված վայրում, որտեղ գնդակը կընկնի:

Եռոտանիների միջև հեռավորությունը պետք է լինի այնպիսին, որ գնդակը գտնվի ակոսի եզրին, երբ թելը ձգված է, և դինամոմետրի զսպանակի դեֆորմացիա չկա:

2. Հեռացրե՛ք գնդակը խցիկի եզրից մինչև ընթերցումը
դինամոմետրը հավասար չի լինի F y = 2Հ. Բաց թողեք գնդակը և նկատեք, թե որտեղ է այն ընկնում սեղանի վրա թղթի կտորի վրա նշված նշանով:

Կրկնեք փորձը առնվազն 10 անգամ: Որոշեք թռիչքի միջին տիրույթը Ս cp.

3. Չափել դեֆորմացիան Xդինամոմետրի զսպանակներ առաձգական ուժով F y = 2 Հ. Հաշվե՛ք ձգված զսպանակի պոտենցիալ էներգիան։

4. Չափել գնդակի զանգվածը հաշվեկշռով և հաշվարկել կինետիկ էներգիայի աճը:

5. Չափումների և հաշվարկների արդյունքները մուտքագրեք հաշվետու աղյուսակում:

Հաշվետվությունների աղյուսակ

Փորձ No.	Ֆ y, Н	x,մ	E p,Ջ	Δ E p,Ջ	մ,կգ	հ, մ վ	Ս, մ	E k,Ջ	Δ E k,Ջ

Որովհետեւ , ապա հարաբերական սխալի սահմանը հետևյալն է.

Բացարձակ սխալի սահմանը հավասար է.

Քանի որ, ուրեմն հարաբերական սխալի սահմանը հավասար է.

Անճշտություններ ε մ, ε gև ε հ, համեմատած սխալի հետ ε s-ն աննշան է:

Այս դեպքում

Թռիչքի միջակայքը չափելու փորձարարական պայմաններն այնպիսին են, որ առանձին չափումների արդյունքների շեղումները միջինից զգալիորեն ավելի բարձր են, քան համակարգված սխալի սահմանը ( ), այնպես որ կարող ենք ենթադրել, որ ().

Փոքր թվով չափումների N թվաբանական միջինի պատահական սխալի սահմանը հայտնաբերվում է բանաձևով.

,

որտեղ հաշվարկվում է բանաձևով

Այս կերպ,

Գնդի կինետիկ էներգիայի չափման բացարձակ սխալի սահմանը հավասար է.

7. Եզրակացություն արեք էներգիայի պահպանման օրենքի կատարման մասին՝ ստուգելով՝ արդյոք ընդհանուր կետերը միջակայքեր ունեն.

Վերահսկիչ հարցեր

1. Տվեք էներգիայի սահմանում:

2. Ի՞նչ է կոչվում կինետիկ էներգիա:

3. Կինետիկ էներգիան արտահայտել մարմնի թափով:

4. Ո՞ր ուժերն են կոչվում պահպանողական:

5. Ի՞նչ է կոչվում պոտենցիալ էներգիա:

6. Գրի՛ր Երկրի մակերևույթից վեր բարձրացած մարմնի և սեղմված զսպանակի պոտենցիալ էներգիայի արտահայտությունը:

7. Ձևակերպե՛ք ընդհանուր մեխանիկական էներգիայի պահպանման օրենքը.

8. Ո՞ր դեպքերում է կատարվում մեխանիկական էներգիայի պահպանման օրենքը.

9. Արդյո՞ք ընդհանուր մեխանիկական էներգիայի պահպանման օրենքը կատարվում է փակ համակարգում, որտեղ գործում են միայն ձգողության ուժը և առաձգական ուժերը:

10. Ինչպե՞ս կարող եք բացատրել զսպանակի պոտենցիալ էներգիայի և գնդակի կինետիկ էներգիայի փոփոխությունների ոչ ճշգրիտ հավասարությունը:

Ստեղծագործական սեմինար

Երկու զսպանակներ կոշտության k 1 և k 2 գործակիցներով միացված են մեկ անգամ հաջորդաբար, իսկ մյուսը զուգահեռ: Որքա՞ն պետք է լինի զսպանակի կոշտությունը, որը կարող է փոխարինել երկու զսպանակների այս համակարգին: Աղբյուրների սկզբնական երկարությունը նույնն է։

Լաբորատոր աշխատանք թիվ 4