Блок 4.Імпульс тіла. Енергія. Закони збереження. Потужність.
Імпульс тіла (кількість руху). Закон збереження імпульсу.
1. Чим більше час дії сили, тим більше зміна швидкості тіла.
2. Твір сили на тривалість її дії називається імпульсом сілиI = F # 916; t
3. Імпульс тіла - векторна фізична величина дорівнює добутку маси тіла на його швидкість і має напрямок швидкості. P = mv.
4. Зміна імпульсу тіла дорівнює імпульсу сілиF # 916; t = mv -mv0. P = mv. F = # 916; P / # 916; t- більш загальне формулювання другого закону Ньютона.
5. Зазвичай при вирішенні задач розглядається замкнута система тіл - це така система, для якої рівнодіюча зовнішніх сил дорівнює нулю. Враховуються тільки внутрішні сили, тобто сили взаємодії між тілами всередині системи: це сили пружності при ударі, сили тертя при русі, гравітаційні сили при розгляді взаємодії тіл у Всесвіті, кулонівських сили електричного взаємодії, магнітні сили і т. Д.
6. Закон збереження імпульсу. Сумарний імпульс замкнутої системи тіл залишається незмінним за будь-яких взаємодіях тіл системи між собою. Векторна сума імпульсів тіл замкнутої системи до взаємодії дорівнює векторній сумі імпульсів тіл цієї системи після взаємодії. В В проекціях: m1v01x + m2v02x = m1v1x + m2v2x
7. Реактивний рух - це рух, що виникає при відділенні від тіла деякої його частини з якоюсь швидкістю. Постріл, ракета, восьминіг, надувну кульку і т. Д.
8. Від чого залежить дія сили? (Час, координата). Тимчасова характеристика сили - імпульс сили. Просторова характеристика сили - робота.
Робота. Енергія. Закони збереження та зміни енергії. Потужність.
9. Робота - фізична величина, що дорівнює добутку проекції сили на
10. Як залежить робота від кута між переміщенням і силою?
· # 945; = 90о, робота перпендикулярних сил дорівнює нулюA = FS = 0.
· # 945; = 180о, робота сил опору отріцательнаA = -FS.
11. Що можна сказати про роботу сил реакції опори, тертя, тяжкості?
· Робота сили тяжестіA = mgh1 -mgh2, незалежний від форми траєкторії, а по замкнутому контуру дорівнює нулю.
· Робота рівнодіюча сілиA = mv22 / 2-mv12 / 2
12. Потенційні сили - сили, робота яких залежить тільки від початкового і кінцевого положення точки в просторі. Сила тяжіння і сила пружності - потенційні сили.
20. Фізична величина, що характеризує здатність тіла здійснювати роботу називається енергією [E] - Дж.
21. Потенційна енергія тіла-енергія взаємодії. Потенційною енергією володіють тіла, підняті над Землею, пружно деформовані тіла. Eр = mgh, Eр = kx2 / 2.
22. Робота сили тяжіння буде позитивною при падінні. Потенційна енергія при цьому зменшується. Робота сили тяжіння при підйомі буде негативною. Потенційна енергія при підйомі збільшується.
22.Любая замкнута система прагне перейти до стану з найменшою потенційною енергією.
23. Потенційна енергія гравітаційної сили у поверхні Землі мінімальна і дорівнює Eр = -GMm / R3. При видаленні від Землі вона збільшується до 0 і потім не змінюється.
24.Кінетіческая енергія тіла - енергія двіженія.Ек = mv22 / 2
25.Теорема про кінетичної енергії тела.Ізмененіе кінетичної енергії дорівнює роботі рівнодіюча сили. А = # 916; Ек
26.Полная механічна енергія системи рана сумі її кінетичної і потенційної енергій.
27.Закон зміни механічної енергії. Зміна механічної енергії системи дорівнює роботі всіх непотенційного сил (наприклад, сил тертя).
28.Закон збереження механічної енергії: Якщо в замкнутій системі діють тільки потенційні сили, то повна механічна енергія системи зберігається при будь-яких взаємодіях тіл системи.
31. Механізми, які виконують роботу, характеризуються коефіцієнтом корисної дії. ККД дорівнює відношенню корисної роботи до досконалої. # 951; = Ап / Ас і вимірюється у відсотках.
32. Абсолютно пружний удар - удар, при якому деформація тіл є оборотною. Виконуються і закон збереження механічної енергії, і закон збереження імпульсу. В результаті пружного зіткнення однакові тіла обмінюються швидкостями. При центральному ударі рухається куля зупиняється, а нерухомий набуває швидкість рухомого (для випадку, якщо маси куль однакові).
33. Абсолютно непружних удар - удар, при якому тіла в результаті взаємодії рухаються як єдине ціле. Виконується тільки закон збереження імпульсу.
34. Закон гідродинаміки:
35. Тиск поточної рідини в трубах різного діаметра тим більше, чим більше площа перетину труби. Це випливає з закону збереження енергія і властивості нерозривності струменя води в трубах. Так як через поперечний переріз труби в одиницю часу протікає однакову кількість води, то в трубах малого діаметра швидкість течії збільшується. Повна механічна енергія води складається з кінетичної енергії руху і потенційної енергії взаємодії зі стінками труби і залишається постійною в будь-якій частині труби. При збільшенні кінетичної енергії зменшується потенційна енергія, а отже і тиск.
ЗАВДАННЯ 1. Вантаж масою 80 кг відразу після викиду з літака на парашуті
рухався прискорено, а потім, досягнувши швидкості 10 м / с на висоті 500м і
до приземлення без зазору.
Знайти: A. Повну механічну енергію на висоті 500 м.
B. Повну механічну енергію в момент приземлення і час
руху з висоти 500м.
C. Чому дорівнює робота сил опору повітря під час рівномірного руху.
B.E2 = Ek + Ep = mv2 / 2 + 0, S = Vt
C.На тіло діють непотенціальні сили - сили опору.
Робота цих сил дорівнює зміні повної механічної енергії А = # 916; Е = mgH
ЗАВДАННЯ 2. Куля масою 10 г летить зі швидкістю 600 м / с, потрапляє в підвішений на мотузці
дерев'яний брусок масою 10 кг і застряє в ньому.
Знайти: A. Імпульс кулі і кінетичну енергію кулі.
B. Знайти швидкість, отриману бруском.
С. На яку висоту підніметься брусок, після попадання в нього кулі.
Задача3. Плавець масою 60кг, зістрибнувши з п'ятиметрової вишки, занурився у воду на глибину 2 м.
Знайти: А. Повну механічну енергію плавця на висоті 5 м і 3 м над рівнем води.
В. Швидкість плавця перед зануренням у воду.
С. Роботу сил опору в воді і час руху у воді.
РешеніеA.E1 = Ek + Ep = 0 + mgH- щодо рівня води. при русі
в повітрі силами опору можна знехтувати. Тоді повна механічна енергія
сохраняется.E2 = E1. І на висоті 5м, і на висоті 3м і перед зануренням повна
механічна енергія однакова.
В. Із закону збереження механічної енергії щодо рівня води маємо
E2 = Ek + Ep = mv2 / 2 + 0 -на нульовому рівні перед входом в воду.mv2 / 2 = mgH,
С. На тіло діють непотенціальні сили - сили опору. Робота цих сил дорівнює зміні повної механічної енергії А = # 916; Е. А = mgH, т. К. На глибині 2 м механічна енергія дорівнює нулю.
ЗАВДАННЯ 4. Кулька з пластиліну масою m, що висить на нитці, відхиляють від положення рівноваги на
висоту Н і відпускають. Він стикається з іншим кулькою масою 2m, що висить на нитці однакової довжини.
Знайти: А. Повну механічну енергію кульки перед ударом і його імпульс.
В. Швидкості кульок після абсолютно непружного зіткнення.
С. На яку висоту піднімуться кульки після зіткнення.
Швидкість знаходимо із закону збереження енергііmgh = mv2 / 2
2.P = mv- імпульс тіла (кількість руху).
5. A = FxSx A = FScos # 945; - робота сили
· # 945; = 90о, робота перпендикулярних сил дорівнює нулюA = FS = 0.
· # 945; = 180о, робота сил опору отріцательнаA = -FS.
10.Eр = mghпотенціальная енергія тіла, піднятого над Землею
11.Eр = kx2 / 2 - потенційна енергія пружно деформованої пружини
14.А = # 916; Ек - робота рівнодіючої сили
15.Е = Ек + Ер - повна енергія
16.Ек1 + ЕР1 = ЕК2 + Ер2 - закон збереження механічної енергії
17. # 916; Емех = А зовнішніх сил - закон зміни енергії
19.P = Fv- миттєва потужність
20.- коефіцієнт корисної дії ККД