Реферати >> Природознавство >> Екзаменаційні питання з природознавства (фізика)
Таким чином, наведена в довіднику формулювання некоректна, т. К. Необхідна обмовка: при нерухомому центрі обертання, коли для зміни радіуса траєкторії руху тіла необхідно додатково підвести енергію, інакше при відсутності зовнішніх сил і змінному радіусі обертання маси сталість моменту кількості руху забезпечено бути не може. У тих випадках, коли зовні такий закон проявляється без видимих причин, наприклад, при русі планет, коли орбітальна швидкість планети зменшується зі збільшенням відстані від Сонця, це означає, що відбувається обмін енергіями між рухомим тілом і середовищем, що заповнює світовий простір. Зараз це трактується як обмін між потенційною і кінетичної енергіями, при ігноруванні фактичної природи потенційної енергії.
Примітка: до законів збереження відносять також збереження електричного заряду, збереження речовини (матерії), збереження потенційної дії (твори сили на площу).
11.Форми руху матерії. Кінетична і потенційна
енергії, їх природа і взаємоперетворення
На різних рівнях організації матерії її руху проявляються по-різному. Хаотичні рухи молекул газу або коливання молекул в твердому тілі сприймаються як теплота. Електричні і магнітні поля є вихровими рухами ефіру. Але так чи інакше все це є руху матерії в просторі і в часі, т. Е. Руху механічні.
Найважливішою мірою руху є енергія як міра руху матерії, в кінцевому підсумку переходить в теплоту при перетворенні механічного руху макротела в теплову енергію його молекул.
Необхідно розрізняти кінетичну і потенційну енергію. Перша є міра укладеного в тілі кількості руху, яке може бути знищена шляхом перетворення її в теплову енергію, це є міра механічного поступального або обертового руху будь-якого тіла.
Друга міра є міра запасеної в тілах або навколишньому середовищу енергії, яка за певних умов може перетворитися в кінетичну енергію, такий потенційною енергією є, наприклад, енергія, запасена а стислій пружині, в гравітаційному полі або в зарядженому конденсаторі.
Кінетична енергія є мірою його механічного руху і вимірюється тією роботою, яку може здійснювати це тіло при його гальмуванні до повної зупинки. Кінетична енергія матеріальної точки дорівнює половині твори маси т точки на квадрат швидкості u її руху:
Потенційна енергія є мірою тієї роботи, яку здійснюють потенційні сили (зовнішні і внутрішні) при переході матеріальної точки або системи з поточного стану в "нульовий стан". "Нульовий стан" системи визначається умовами розв'язуваної задачі. У будь-якому досвіді можна виміряти тільки зміна потенційної енергії, але не її абсолютне значення.
Потенційна енергія - робота, яку проведуть діючі на систему сили при переміщенні системи в точку, де потенційна енергія умовно прийнята рівною нулю.
При будь-якому переміщенні мас в системі сума потенційної і кінетичної енергій залишається незмінною.
Оскільки в реальнихсістемах потенційна енергія Р не тільки перетворюється в кінетичну, але і витрачається на втрати П в системі, то:
звідки П = Р - Wк, = min - функція Лагранжа, умова руху з мінімальними втратами.
Відповідно до СТО існує загальна взаємозв'язок маси і енергії, що виражається формулою:
де с - швидкість світла в порожнечі. Ця формула встановлює "еквівалентність" маси і енергії. На цій підставі маса в сучасній теоретичній фізиці оцінюється через енергію - в електрон-Вольтах.
12.Существующіе і альтернативні джерела енергії.
Енергетичні перетворювачі, їх види та застосування
Енергетичними перетворювачами є пристрої для перетворення одного з видів природної енергії в вид, зручний для використання людиною.
Природною енергією є всі види енергії, що існують в природі, які можуть бути використані для потреб людства. Зазвичай під ними мають на увазі сонячну і вітрову енергії, енергію морських хвиль, припливів і відливів, теплову енергію Землі і ряд інших. Найбільш зручним видом енергії з усіх, що використовуються людиною, є електрика, хоча в деяких випадках природна енергія може бути використана безпосереднім-ного, наприклад, теплова енергія підземних вод, яку можна успішно використовувати для обігріву будинків, вітри, морські припливи і т. П.
Одним з ефективних видів перетворювачів енергії є так звані "теплові насоси", що є чимось на кшталт звичайного хо-лодільніка, у якого морозильна камера занурена в річку або море. На його калорифере виділяється вся енергія, взята ним з мережі плюс вся енергія, добута з морозильної камери. Таких "теплових насосів" побудовано по всьому світу досить багато, в тому числі в Криму. Ккд таких "насосів" - близько 4-5, тобто вони виділяють енергії в 4-5 разів більше, ніж споживають з мережі. На жаль, виділяється енергію поки не вдається перетворити в інші види через недостатньо високих температур тепла, що виділяється.
Вельми перспективними для деяких районів земної кулі, в основному, для південних є сонячні перетворювачі енергії. Цей вид перетворювачів енергії використовується для космічних апаратів. У перетворювачах сонячної енергії на великих площах розміщені напівпровідникові елементи, в яких енергія фотонів світла використана для вибивання з атомів слабо зв'язаних електронів і створення електричної напруги. Енергії таких елементів уже сьогодні досить для підтримки працездатності всіх пристроїв, розташованих на космічних супутникових апаратах.
Незважаючи на велику кількість всіляких джерел енергії, які можуть бути використані людиною, не всі вони зручні у користуванні, не всі можуть бути використані в конкретних випадках, не всі вони конкурентно здатні в плані вартості. Найбільш поширеними, зручними і відносно дешевими видами енергії є газ, нафта і вода (гідростанції). В останні десятиліття до них додалася атомна енергія (АЕС). Основними споживачами є електростанції і котельні, які споживають нафту, вугілля і природний газ, а також транспорт. Всі ці види енергії екологічно не чисті і обмежені в своїх запасах. Тому пошуки альтернативних видів джерел енергій продовжує залишатися актуальним.
13.Ізмереніе як метод пізнання природних процесів.