Tizim uchun energiyani tejash qonuni ishlab chiqilgan. Energiyaning o'zgarishi: energiyaning saqlanish qonuni. Umumiy mexanik energiyaning saqlanish qonuni

Energiyaning saqlanish qonunida aytilishicha, tananing energiyasi hech qachon yo'qolmaydi va qayta paydo bo'lmaydi, u faqat bir shakldan ikkinchisiga o'tishi mumkin. Bu qonun universaldir. U fizikaning turli sohalarida o'ziga xos formulaga ega. Klassik mexanika saqlanish qonunini ko'rib chiqadi mexanik energiya.

O'rtasida konservativ kuchlar harakat qiladigan jismoniy jismlarning yopiq tizimining umumiy mexanik energiyasi doimiy qiymatdir. Nyuton mexanikasida energiyaning saqlanish qonuni shunday tuzilgan.

Yopiq yoki izolyatsiya qilingan tizim tashqi kuchlar ta'sirida bo'lmagan jismoniy tizim deb hisoblanadi. U tevarak-atrofdagi fazo bilan energiya almashmaydi va o'zida mavjud bo'lgan o'z energiyasi o'zgarishsiz qoladi, ya'ni saqlanib qoladi. Bunday tizimda faqat ichki kuchlar harakat qiladi va jismlar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi. U faqat potentsial energiyani kinetik energiyaga aylantira oladi va aksincha.

Yopiq tizimning eng oddiy misoli snayper miltig'i va o'qdir.

Mexanik kuchlarning turlari

Mexanik tizim ichida harakat qiluvchi kuchlar odatda konservativ va konservativ bo'lmaganlarga bo'linadi.

konservativ ishi ular qo'llaniladigan jismning traektoriyasiga bog'liq bo'lmagan, faqat ushbu jismning boshlang'ich va oxirgi holati bilan belgilanadigan kuchlar hisoblanadi. Konservativ kuchlar ham deyiladi salohiyat. Bunday kuchlarning yopiq halqadagi ishi nolga teng. Konservativ kuchlarga misollar - tortishish kuchi, elastiklik kuchi.

Boshqa barcha kuchlar chaqiriladi konservativ bo'lmagan. Bularga kiradi ishqalanish kuchi va tortish kuchi. Ular ham deyiladi tarqatuvchi kuchlar. Bu kuchlar yopiq mexanik tizimdagi har qanday harakatlar paytida salbiy ishni bajaradi va ularning ta'siri ostida tizimning umumiy mexanik energiyasi kamayadi (tarqaladi). U boshqa mexanik bo'lmagan energiya turlariga, masalan, issiqlikka o'tadi. Demak, yopiq mexanik tizimda energiyaning saqlanish qonuni unda konservativ bo'lmagan kuchlar bo'lmagan taqdirdagina bajarilishi mumkin.

Mexanik tizimning umumiy energiyasi kinetik va potentsial energiyadan iborat bo'lib, ularning yig'indisidir. Ushbu turdagi energiyalar bir-biriga aylanishi mumkin.

Potensial energiya

Potensial energiya jismoniy jismlarning yoki ularning qismlarining bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilish energiyasi deyiladi. U ularning o'zaro joylashishi, ya'ni ular orasidagi masofa bilan belgilanadi va konservativ kuchlar sohasidagi tanani mos yozuvlar nuqtasidan boshqa nuqtaga o'tkazish uchun bajarilishi kerak bo'lgan ishga tengdir.

Potensial energiya har qanday harakatsiz jismoniy tanaga ega bo'lib, u qandaydir balandlikka ko'tariladi, chunki u konservativ kuch bo'lgan tortishish ta'sirida. Bunday energiyaga sharshara chetidagi suv, tog' cho'qqisida chana egalik qiladi.

Bu energiya qayerdan kelgan? Jismoniy tana balandlikka ko'tarilayotganda, ish bajarildi va energiya sarflandi. Aynan shu energiya ko'tarilgan tanada saqlangan. Va endi bu energiya ishlashga tayyor.

Tananing potentsial energiyasining qiymati tananing qaysidir boshlang'ich darajasiga nisbatan joylashgan balandligi bilan belgilanadi. Biz tanlagan har qanday nuqtani boshlang'ich nuqtasi sifatida olishimiz mumkin.

Agar jismning Yerga nisbatan holatini hisobga olsak, u holda jismning Yer yuzasidagi potentsial energiyasi nolga teng. Va tepada h formula bo'yicha hisoblanadi:

E p = mɡ h ,

qayerda m - tana massasi

ɡ - tortishishning tezlashishi

h – jismning massa markazining Yerga nisbatan balandligi

ɡ \u003d 9,8 m / s 2

Tana balandlikdan tushganda h1 balandlikka qadar h2 tortishish kuchi ishlaydi. Bu ish potentsial energiyaning o'zgarishiga teng va salbiy qiymatga ega, chunki tananing tushishi bilan potentsial energiyaning kattaligi kamayadi.

A = - ( E p2 - E p1) = - ∆ E p ,

qayerda E p1 - balandlikdagi tananing potentsial energiyasi h1 ,

E p2 - balandlikdagi jismning potentsial energiyasi h2 .

Agar tana ma'lum bir balandlikka ko'tarilsa, u holda tortishish kuchlariga qarshi ish olib boriladi. Bunday holda, u ijobiy qiymatga ega. Va tananing potentsial energiyasining qiymati oshadi.

Elastik deformatsiyalangan jism (siqilgan yoki cho'zilgan buloq) ham potentsial energiyaga ega. Uning qiymati kamonning qattiqligiga va qancha vaqt siqilgan yoki cho'zilganiga bog'liq va formula bilan aniqlanadi:

E p \u003d k (∆x) 2/2 ,

qayerda k - qattiqlik koeffitsienti,

∆x - tananing uzayishi yoki qisqarishi.

Bahorning potentsial energiyasi ish qilishi mumkin.

Kinetik energiya

Yunon tilidan tarjima qilingan "kinema" "harakat" degan ma'noni anglatadi. Jismoniy jismning harakati natijasida oladigan energiya deyiladi kinetik. Uning qiymati harakat tezligiga bog'liq.

Maydon bo'ylab dumalab kelayotgan futbol to'pi, tog'dan pastga dumalab, harakatda davom etayotgan chana, kamondan otilgan o'q - bularning barchasi kinetik energiyaga ega.

Agar tana tinch holatda bo'lsa, uning kinetik energiyasi nolga teng. Bir kuch yoki bir nechta kuchlar tanaga ta'sir qilishi bilanoq u harakatlana boshlaydi. Va tana harakatlanayotganligi sababli, unga ta'sir qiluvchi kuch ishlaydi. Kuchning ishi, uning ta'siri ostida tana tinch holatdan harakatga keladi va tezligini noldan o'zgartiradi. ν , deyiladi kinetik energiya tana massasi m .

Agar vaqtning boshlang'ich momentida tana allaqachon harakatda bo'lsa va uning tezligi qiymatga ega bo'lsa v 1 , va oxirida u teng edi v 2 , u holda tanaga ta'sir qiluvchi kuch yoki kuchlar tomonidan bajarilgan ish tananing kinetik energiyasining o'sishiga teng bo'ladi.

∆ E k = E k 2 - E k 1

Agar kuchning yo'nalishi harakat yo'nalishiga to'g'ri kelsa, u holda ijobiy ish bajariladi va tananing kinetik energiyasi ortadi. Va agar kuch harakat yo'nalishiga teskari yo'nalishda yo'naltirilsa, u holda salbiy ish bajariladi va tana kinetik energiya beradi.

Mexanik energiyaning saqlanish qonuni

Ek 1 + E p1= E k 2 + E p2

Ba'zi bir balandlikda joylashgan har qanday jismoniy jism mavjud potentsial energiya. Ammo yiqilganda, u bu energiyani yo'qota boshlaydi. U qayerga boradi? Ma’lum bo‘lishicha, u hech qayerda yo‘q bo‘lib ketmaydi, balki o‘sha jismning kinetik energiyasiga aylanadi.

Faraz qilaylik , ba'zi bir balandlikda, yuk harakatsiz ravishda o'rnatiladi. Bu nuqtada uning potentsial energiyasi maksimal qiymatga teng. Agar biz uni qo'yib yuborsak, u ma'lum bir tezlikda tusha boshlaydi. Shuning uchun u kinetik energiyaga ega bo'la boshlaydi. Ammo shu bilan birga, uning potentsial energiyasi pasayishni boshlaydi. Ta'sir nuqtasida tananing kinetik energiyasi maksimal darajaga etadi va potentsial energiya nolga tushadi.

Balandlikdan otilgan to'pning potentsial energiyasi kamayadi, kinetik energiyasi esa ortadi. Tog' tepasida dam olayotgan chanalar potentsial energiyaga ega. Hozirgi vaqtda ularning kinetik energiyasi nolga teng. Ammo ular pastga aylana boshlaganda, kinetik energiya ortadi va potentsial energiya bir xil miqdorda kamayadi. Va ularning qiymatlari yig'indisi o'zgarishsiz qoladi. Daraxtga osilgan olmaning potentsial energiyasi u tushganda uning kinetik energiyasiga aylanadi.

Bu misollar energiyaning saqlanish qonunini yaqqol tasdiqlaydi, unda aytilgan mexanik tizimning umumiy energiyasi doimiy qiymatdir . Qiymat to'liq energiya tizim o'zgarmaydi va potentsial energiya kinetik energiyaga aylanadi va aksincha.

Potensial energiya qancha kamaysa, kinetik energiya ham shu miqdorga ortadi. Ularning miqdori o'zgarmaydi.

Jismoniy jismlarning yopiq tizimi uchun tenglik
E k1 + E p1 = E k2 + E p2,
qayerda E k1, E p1 - har qanday o'zaro ta'sirdan oldin tizimning kinetik va potentsial energiyalari; E k2, E p2 - undan keyin mos keladigan energiyalar.

Kinetik energiyani potentsial energiyaga aylantirish jarayonini va aksincha, tebranib turgan mayatnikni kuzatish orqali ko'rish mumkin.

Rasm ustiga bosing

Haddan tashqari o'ng holatda bo'lgan sarkaç muzlab qolganga o'xshaydi. Ayni paytda uning mos yozuvlar nuqtasidan balandligi maksimaldir. Shuning uchun potentsial energiya ham maksimaldir. Va kinetik nolga teng, chunki u harakat qilmaydi. Ammo keyingi daqiqada mayatnik pastga tusha boshlaydi. Uning tezligi oshadi va shuning uchun uning kinetik energiyasi ortadi. Ammo balandlik kamayishi bilan potentsial energiya kamayadi. Pastki nuqtada u nolga teng bo'ladi va kinetik energiya maksimal qiymatga etadi. Mayatnik bu nuqtadan o'tib, chapga ko'tarila boshlaydi. Uning potentsial energiyasi ko'paya boshlaydi va kinetik energiyasi kamayadi. Va hokazo.

Energiyaning o'zgarishini ko'rsatish uchun Isaak Nyuton mexanik tizimni o'ylab topdi Nyutonning beshigi yoki Nyuton to'plari .

Rasm ustiga bosing

Agar birinchi to'p egilib, keyin qo'yib yuborilsa, uning energiyasi va impulsi harakatsiz qoladigan uchta oraliq shar orqali oxirgisiga o'tadi. Va oxirgi to'p bir xil tezlikda burilib, birinchisi bilan bir xil balandlikka ko'tariladi. Keyin oxirgi to'p energiya va impulsni oraliq to'plar orqali birinchisiga o'tkazadi va hokazo.

Chetga qo'yilgan to'p maksimal potentsial energiyaga ega. Hozirgi vaqtda uning kinetik energiyasi nolga teng. Harakatlana boshlagandan so'ng, u potentsial energiyani yo'qotadi va kinetik energiya oladi, bu ikkinchi to'p bilan to'qnashuv paytida maksimal darajaga etadi va potentsial energiya nolga teng bo'ladi. Keyinchalik, kinetik energiya ikkinchi, keyin uchinchi, to'rtinchi va beshinchi to'plarga o'tkaziladi. Ikkinchisi kinetik energiyani qabul qilib, harakat qila boshlaydi va birinchi to'p harakat boshida bo'lgan balandlikka ko'tariladi. Hozirgi vaqtda uning kinetik energiyasi nolga teng, potentsial energiya esa maksimal qiymatga teng. Keyin u tusha boshlaydi va xuddi shu tarzda energiyani teskari tartibda to'plarga o'tkazadi.

Bu uzoq vaqt davom etadi va agar konservativ bo'lmagan kuchlar bo'lmasa, cheksiz davom etishi mumkin edi. Ammo aslida, dissipativ kuchlar tizimda harakat qiladi, ularning ta'siri ostida to'plar o'z energiyasini yo'qotadi. Ularning tezligi va amplitudasi asta-sekin kamayadi. Va oxir-oqibat ular to'xtaydi. Bu energiyaning saqlanish qonuni faqat konservativ bo'lmagan kuchlar mavjud bo'lmaganda qondirilishini tasdiqlaydi.

Tasavvur qiling-a, sharsharaning shovqini. Kuchli suv oqimlari qo'rqinchli tarzda gurillaydi, tomchilar quyoshda porlaydi, ko'pik oq rangga aylanadi. Chiroyli, shunday emasmi?

Bir turdagi mexanik energiyaning boshqasiga aylanishi

Nima deb o'ylaysiz, bu shoshib tushayotgan element energiyaga egami? Ha, degan haqiqat bilan hech kim bahslashmaydi. Ammo suv qanday energiyaga ega bo'ladi - kinetik yoki potentsial? Va bu erda ma'lum bo'lishicha, na birinchi, na ikkinchi javob to'g'ri bo'ladi. Va javob to'g'ri bo'ladi - pastga tushgan suv ikkala energiya turiga ega. Ya'ni, bir xil tana energiyaning ikkala turiga ham ega bo'lishi mumkin. Ularning yig'indisi tananing umumiy mexanik energiyasi deb ataladi: E=E_k+E_p. Bundan tashqari, bu holda suv nafaqat energiyaning ikkala turiga ham ega, balki suv harakati bilan ularning kattaligi o'zgaradi. Bizning suvimiz sharsharaning tepasida bo'lsa va hali tushishni boshlamagan bo'lsa, u potentsial energiyaning maksimal qiymatiga ega. Bu holda kinetik energiya nolga teng. Suv pastga tusha boshlaganda, u harakatning kinetik energiyasiga ega. Pastga qarab harakatlanish yo'nalishi bo'yicha potentsial energiya balandlikning pasayishi bilan kamayadi va kinetik energiya, aksincha, suvning tushish tezligi oshishi bilan ortadi. Ya'ni, bir turdagi energiyaning boshqasiga aylanishi mavjud. Bunday holda, umumiy mexanik energiya saqlanadi. Bu energiyaning saqlanish va aylanish qonunidir.

Umumiy mexanik energiyaning saqlanish qonuni

Umumiy mexanik energiyaning saqlanish qonuni quyidagicha ifodalanadi: ishqalanish va qarshilik kuchlari ta'sir qilmaydigan tananing umumiy mexanik energiyasi uning harakati davomida o'zgarishsiz qoladi. Masalan, toymasin ishqalanish mavjud bo'lganda, tana uni engish uchun energiyaning bir qismini sarflashga majbur bo'ladi va energiya tabiiy ravishda kamayadi. Shuning uchun, aslida, energiyani uzatishda, deyarli har doim hisobga olinishi kerak bo'lgan yo'qotishlar mavjud.

Energiyaning saqlanish qonuni formula sifatida ifodalanishi mumkin. Agar jismning dastlabki va oxirgi energiyasini E_1 va E_2 deb belgilasak, energiyaning saqlanish qonunini quyidagicha ifodalash mumkin: E_1=E_2. Dastlabki vaqtda tananing tezligi v_1 va balandligi h_1 edi:

E_1=(mv_1^2)/2+mgh_1.

Vaqtning oxirgi momentida v_2 tezlik bilan h_2 balandlikda energiya

E_2=(mv_2^2)/2+mgh_2.

Energiyaning saqlanish qonuniga ko'ra:

(mv_1^2)/2+mgh_1=(mv_2^2)/2+mgh_2.

Agar biz tezlik va energiyaning dastlabki qiymatlarini bilsak, u holda biz h balandlikdagi yakuniy tezlikni hisoblashimiz yoki aksincha, tananing berilgan tezlikka ega bo'lgan balandligini topishimiz mumkin. Bunday holda, tananing massasi muhim emas, chunki u tenglamadan kamayadi.

Energiyani bir jismdan boshqasiga o'tkazish ham mumkin. Shunday qilib, masalan, kamondan o'q otilganda, kamonning potentsial energiyasi uchadigan o'qning kinetik energiyasiga aylanadi.

Savollar.

1. Mexanik (umumiy mexanik) energiya deb nimaga aytiladi?

2. Mexanik energiyaning saqlanish qonuni qanday tuzilgan?

Yopiq jismlar tizimining mexanik energiyasi, agar tizim jismlari o'rtasida faqat tortishish va elastik kuchlar ta'sir etsa, doimiy bo'lib qoladi.
E to'la = const

3. Yopiq tizimning potentsial yoki kinetik energiyasi vaqt o'tishi bilan o'zgarishi mumkinmi?

Yopiq tizimning kinetik va potentsial energiyasi o'zgarishi mumkin, bir-biriga aylanadi.

Mashqlar.

1. Mexanik energiyaning saqlanish qonunining matematik formulasini keltiring (ya’ni uni tenglamalar ko‘rinishida yozing).

2. Tomdan yirtilgan muzlik yerdan h 0 \u003d 36 m balandlikdan quladi. h = 31 m balandlikda u qanday v tezlikka ega bo'ladi? (Echishning ikkita usulini tasavvur qiling: mexanik energiyaning saqlanish qonuni bilan va bo'lmasdan; g \u003d 10 m / s 2).

3. To'p bolalarning prujina qurolidan vertikal yuqoriga qarab v 0 = 5 m / s boshlang'ich tezlik bilan uchadi. U jo'nash joyidan qaysi balandlikka ko'tariladi? (Echishning ikkita usulini tasavvur qiling: mexanik energiyaning saqlanish qonuni bilan va bo'lmasdan; g \u003d 10 m / s 2).

8-sinf fizika kursidan ma’lumki, jism yoki jismlar sistemasining potensial (mgh) va kinetik (mv 2/2) energiyasi yig’indisi umumiy mexanik (yoki mexanik) energiya deyiladi.

Siz mexanik energiyaning saqlanish qonunini ham bilasiz:

• yopiq jismlar tizimining mexanik energiyasi o'zgarmas bo'lib qoladi, agar tizim jismlari o'rtasida faqat tortishish va elastik kuchlar harakat qilsa va ishqalanish kuchlari bo'lmasa.

Tizimning potentsial va kinetik energiyasi o'zgarishi mumkin, bir-biriga aylanadi. Bir turdagi energiya bir xil miqdorga kamayganda, boshqa turdagi energiya ortadi, buning natijasida ularning yig'indisi o'zgarishsiz qoladi.

Energiyaning saqlanish qonunining haqiqiyligini nazariy xulosa bilan tasdiqlaylik. Buning uchun misolni ko'rib chiqing. Massasi m boʻlgan kichik poʻlat sharcha maʼlum balandlikdan yerga erkin tushadi. h 1 balandlikda (51-rasm) to'p tezligi v 1 ga ega bo'lib, h 2 balandlikka tushganda uning tezligi v 2 qiymatiga oshadi.

Guruch. 51. To'pning ma'lum balandlikdan erga erkin tushishi

To'pga ta'sir qiluvchi tortishish kuchining ishi to'pning Yer bilan tortishish o'zaro ta'sirining potentsial energiyasini kamaytirish (E p) orqali ham, to'pning kinetik energiyasini oshirish orqali ham ifodalanishi mumkin (E). k):

Tenglamalarning chap tomonlari teng bo'lgani uchun ularning o'ng tomonlari ham teng:

Bu tenglamadan kelib chiqadiki, to'p harakat qilganda uning potensiali va kinetik energiyasi o'zgaradi. Bunda kinetik energiya potensial energiyaning kamayishi bilan bir xil miqdorda ortdi.

Oxirgi tenglamadagi shartlarni qayta tartibga solgandan so'ng, biz quyidagilarni olamiz:

Ushbu shaklda yozilgan tenglama, to'pning umumiy mexanik energiyasi uning harakati davomida o'zgarmasligini ko'rsatadi.

Buni shunday yozish ham mumkin:

E p1 + E k1 \u003d E p2 + E k2. (2)

(1) va (2) tenglamalar mexanik energiyaning saqlanish qonunining matematik yozuvini ifodalaydi.

Shunday qilib, biz nazariy jihatdan tananing umumiy mexanik energiyasi (aniqrog'i, jismlarning yopiq tizimi, shar - Yer) saqlanishini, ya'ni vaqt o'tishi bilan o'zgarmasligini nazariy jihatdan isbotladik.

Masalalarni yechishda mexanik energiyaning saqlanish qonunini qo‘llashni ko‘rib chiqing.

1-misol. Massasi 200 g bo‘lgan olma daraxtdan 3 m balandlikdan tushdi.U yerdan 1 m balandlikda qanday kinetik energiyaga ega bo‘ladi?

2-misol. To'p h 1 = 1,8 m balandlikdan v 1 = 8 m/s tezlik bilan pastga tashlanadi. To‘p yerga urilgandan keyin qanday balandlikka h 2 sakraydi? (To'p harakatlansa va erga tegsa, energiya yo'qolishiga e'tibor bermang.)

Savollar

1. Mexanik (umumiy mexanik) energiya deb nimaga aytiladi?
2. Mexanik energiyaning saqlanish qonunini tuzing. Uni tenglamalar shaklida yozing.
3. Yopiq tizimning potentsial yoki kinetik energiyasi vaqt o'tishi bilan o'zgarishi mumkinmi?

22-mashq

1. 2-misol paragrafida ko'rib chiqilgan masalani mexanik energiyaning saqlanish qonunidan foydalanmasdan yeching.
2. Tomdan ajralgan muzlik yerdan h = 36 m balandlikdan tushadi. h = 31 m balandlikda u qanday v tezlikka ega bo'ladi? (G \u003d 10 m / s 2 ni oling.)
3. To'p bolalarning prujina qurolidan vertikal yuqoriga qarab, v 0 = 5 m / s boshlang'ich tezlik bilan uchadi. U jo'nash joyidan qaysi balandlikka ko'tariladi? (G \u003d 10 m / s 2 ni oling.)

Mashq qilish

Agar bu jismning tezligi va unga ta'sir qiluvchi kuch kesishgan chiziqlar bo'ylab yo'naltirilgan bo'lsa, jismning egri chiziq bo'ylab harakatlanishini aniq ko'rsatadigan oddiy tajriba o'ylab toping va o'tkazing. Amaldagi uskuna, harakatlaringiz va kuzatilgan natijalarni tavsiflang.

Bo'lim xulosasi
Eng asosiysi

Quyida fizik qonunlarning nomlari va ularning formulalari keltirilgan. Qonunlar formulalarini taqdim etish ketma-ketligi ularning nomlari ketma-ketligiga mos kelmaydi.

Jismoniy qonunlarning nomlarini daftarga o'tkazing va kvadrat qavs ichiga nomidagi qonunga mos keladigan matnning tartib raqamini kiriting.

• Nyutonning birinchi qonuni (inersiya qonuni);
• Nyutonning ikkinchi qonuni;
• Nyutonning uchinchi qonuni;
• universal tortishish qonuni;
• impulsning saqlanish qonuni;
• mexanik energiyaning saqlanish qonuni.

1. Jismning tezlashishi tanaga qo'llaniladigan kuchlarning natijasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va uning massasiga teskari proportsionaldir.
2. Yopiq jismlar sistemasining mexanik energiyasi o'zgarmas bo'lib qoladi, agar tizim jismlari o'rtasida faqat tortishish va elastik kuchlar harakat qilsa va ishqalanish kuchlari bo'lmasa.
3. Har qanday ikkita jism bir-biriga ularning har birining massasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va ular orasidagi masofaning kvadratiga teskari proportsional kuch bilan tortiladi.
4. Yopiq tizimni tashkil etuvchi jismlar impulslarining vektor yig'indisi bu jismlarning har qanday harakati va o'zaro ta'siri uchun vaqt o'tishi bilan o'zgarmaydi.
5. Agar boshqa organlar ularga ta'sir qilmasa yoki boshqa organlarning harakatlari to'langan bo'lsa, jismlar tezligini o'zgarmagan holda ushlab turadigan shunday ma'lumot tizimlari mavjud.
6. Ikki jismning bir-biriga ta'sir qiladigan kuchlari kattaligi bo'yicha teng va yo'nalishi bo'yicha qarama-qarshidir.

o'zingizni tekshiring

Elektron arizada taklif qilingan vazifalarni bajaring.

Tizimning umumiy mexanik energiyasi () mexanik energiya va o'zaro ta'sirning energiyasidir:

tananing kinetik energiyasi qayerda; tananing potentsial energiyasidir.

Empirik ma'lumotlarni umumlashtirish natijasida energiyaning saqlanish qonuni yaratilgan. Bunday qonun g'oyasi M.V.ga tegishli edi. Lomonosov, materiya va harakatning saqlanish qonunini kiritgan. Miqdoriy jihatdan qonun nemis shifokori J. Mayer va tabiatshunos olim tomonidan tuzilgan. Helmgolts.

Mexanik energiyaning saqlanish qonunini shakllantirish

Agar jismlar tizimida faqat konservativ kuchlar harakat qilsa, u holda umumiy mexanik energiya vaqt o'tishi bilan o'zgarmaydi. (Konservativ (potentsial) kuchlar deyiladi, ularning ishi bog'liq emas: traektoriya turiga, bu kuchlar qo'llaniladigan nuqtaga, ushbu jismning harakatini tavsiflovchi qonunga bog'liq va faqat boshlang'ich va tananing traektoriyasining yakuniy nuqtalari (moddiy nuqta)).

Faqatgina konservativ kuchlar ta'sir qiladigan mexanik tizimlar konservativ tizimlar deyiladi.

Mexanik energiyaning saqlanish qonunining yana bir formulasi quyidagicha:

Konservativ tizimlar uchun tizimning umumiy mexanik energiyasi doimiy qiymatdir.

Mexanik energiyaning saqlanish qonunining matematik formulasi:

Mexanik energiyaning saqlanish qonunining ma'nosi

Bu qonun vaqtning bir xilligi xususiyati bilan bog'liq. Vaqt ma'lumotnomasining boshini tanlashga nisbatan fizika qonunlarining o'zgarmasligi nimani anglatadi.

Dissipativ tizimlarda mexanik energiya kamayadi, chunki mexanik energiyaning mexanik bo'lmagan shakllariga aylanishi sodir bo'ladi. Bu jarayon energiyaning tarqalishi (tarqalishi) deb ataladi.

Konservativ tizimlarda umumiy mexanik energiya doimiydir. Kinetik energiyaning potentsial energiyaga va aksincha o'tishlari mavjud. Binobarin, mexanik energiyaning saqlanish qonuni nafaqat energiyaning miqdoriy saqlanishini aks ettiradi, balki harakatning turli shakllarining bir-biriga o'zaro aylanishining sifat tomonini ko'rsatadi.

Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni tabiatning asosiy qonunidir. U makro va mikro dunyoda amalga oshiriladi.

Muammoni hal qilishga misollar

MISOL 1

Mashq qilish	Egiluvchanlik koeffitsienti bo'lgan prujinaga biriktirilgan platformaga balandlikdan massa tanasi tushdi (1-rasm). Prujinaning () siljishi qanday?
Yechim	Nol potentsial energiya uchun biz platformaning o'rnini yuk tushmasdan oldin olamiz. Balandlikka ko'tarilgan jismning potentsial energiyasi siqilgan buloqning potentsial energiyasiga aylanadi. Tana-bahor sistemasi energiyasining saqlanish qonunini yozamiz: Biz kvadrat tenglamani oldik: Kvadrat tenglamani yechish natijasida biz quyidagilarni olamiz:
Javob

2-MISA

Mashq qilish

Nima uchun ular energiyaning saqlanish qonunining universal tabiati haqida gapirishlarini tushuntiring, ammo ma'lumki, tizimda konservativ bo'lmagan kuchlar mavjud bo'lganda mexanik energiya kamayadi.

Yechim

Agar tizimda ishqalanish kuchlari bo'lmasa, u holda mexanik energiyaning saqlanish qonuni bajariladi, ya'ni umumiy mexanik energiya vaqt o'tishi bilan o'zgarmaydi. Ishqalanish kuchlari ta'sirida mexanik energiya kamayadi, lekin ayni paytda ortadi ichki energiya. Fizikaning fan sifatida rivojlanishi bilan energiyaning yangi turlari (yorugʻlik energiyasi, elektromagnit energiya, kimyoviy energiya, yadro energiyasi) kashf qilindi. Ma'lum bo'lishicha, agar tanada ish bajarilsa, u tana energiyasining barcha turlari yig'indisining o'sishiga teng bo'ladi. Agar tananing o'zi boshqa jismlarda ishlayotgan bo'lsa, unda bu ish ushbu tananing umumiy energiyasining kamayishi bilan tengdir. Barcha turdagi energiya bir shakldan ikkinchisiga o'tkaziladi. Bundan tashqari, barcha o'tishlar uchun umumiy energiya o'zgarishsiz qoladi. Bu energiyaning saqlanish qonunining universalligi.