Закон сохранения энергии - презентация

1 Закон сохранения энергии Цель: дать понятие полной механической энергии, закона сохранения энергии, практическое применение закона сохранения энергии

2 Кинетическая энергия энергия движения u 0 =0 F U

3 Герман Гельмгольц Впервые математически обосновал закон сохранения энергии, показав его всеобщий характер.Разработал термодинамическую теорию химических процессов, ввел понятия свободной и связанной энергий. Заложил основы теорий вихревого движения жидкости и аномальной дисперсии. Является автором основополагающих трудов по физиологии слуха и зрения. Обнаружил и измерил тепло- образование в мышцах, изучил процесс сокращения мышц, измерил скорость распространения нервного импульса. Автор фундаментальных трудов по физике, биофизике, физиологии, психологии.

4 Потенциальная энергия энергия взаимодействия Ep= mgh; Ep=kx 2 /2 h mg S x F X

5 Полная механическая энергия Е=Ек+Еp

6 Закон сохранения энергии 1847г «Если тела действуют друг на друга с силами, не зависимыми от времени и скорости, сумма живых и напряженных сил останется постоянной»

7 Е= Е к + Е p, но А= Е к, а Е p = t Е p -А пот Е=А+ t Е p -А пот Работа всех сил, действующих Работа потенциальных сил на частицы системы (и потенциальных, и сил трения) А-А пот =А тр Е= t Е p + А тр

8 Теорема об изменении механической энергии Изменение механической энергии системы равно сумме работы сил трения и изменения во времени потенциальной энергии, обус- ловленного нестационарностью (т.е. зависимостью от времени) действующих на систему сил.

9 Эмми Нётер Труды Нетер по алгебре способствовали созданию нового направления, названного общей алгеброй. Сформулировала фундаментальную теорему теоретической физики, которая устанавливает связь между свойствами симметрии физической системы и законами сохранения. Если свойства системы не меняются при каком- либо преобразовании переменных, то этому соответствует сохранение некоторой физической величины. Так, независимости свойств системы от выбора начала отсчета времени соответствует закон сохранения энергии.

10 Теорема Нётер Каждому свойству симметрии пространства и времени соответствует свой закон сохранения энергии Каждому свойству симметрии пространства и времени соответствует свой закон сохранения энергии

11 Закон сохранения энергии При любых процессах, происходящих в замкнутой, потенциальной системе, её полная механическая энергия остается постоянной Е=const

12 h t t1 t2 Ep(t2)=Ep(t1) t Еp=Ep(t2)-Ep(t1)=0, Е=t Еp+ Атр, А тр =0 Е=t Еp Е=0 E = const

13 Закон сохранения энергии При любых процессах, происходящих в консервативных системах, её полная механическая энергия остается постоянной E=const При любых процессах, происходящих в консервативных системах, её полная механическая энергия остается постоянной E=const

14 Ek + Ep =const В процессе движения системы всякое увеличение кинетической энергии системы должно сопровождаться соответствующим уменьшением её потенциальной энергии и наоборот В процессе движения системы всякое увеличение кинетической энергии системы должно сопровождаться соответствующим уменьшением её потенциальной энергии и наоборот

15 – давление горизонтально текущей жидкости (или газа) больше в тех местах потока, в которых скорость ее течения меньше, и, наоборот, в тех местах потока, где скорость больше, давление меньше. Закон Бернулли U1,p1U2, p2 P1>P2, U1

16 Даниил Бернулли ( ) Закон Бернулли справедлив для идеальной жидкости (т. е. жидкости, в которой можно пренебречь силами внутреннего трения) и является следствием закона сохранения энергии

17 Этим явлением объяс- няется и возникновение подъемной силы, дейст- вующей на крылья самолета.

18 Николай Егорович Жуковский( ) Теория возник- новения подъемной силы крыла само- лета была разра- ботана русским ученым Николаем Егоровичем Жуковским.

19 Тело массой 10 кг свободно падает с высоты 20 м из состояния покоя. Чему равна кинетическая энергия в момент удара о Землю? В какой точке траектории кинетическая энергия втрое больше потенциальной? Сопротивлением воздуха пренебречь. Дано: m=10кг U 0 =0 h 0 =20м h 1 =0 E k2 =3E p2 g=10м/с 2 E k1 -? h- ? mq U1U1 h0h0 h2h2

20 Е p0 +E k0 =E p1 +E k1 U 0 =0 и h 1 =0 E k1 =mgh 0, E k1 = 10*10*20=2000 Дж Запишем закон сохранения энергии для точки траектории, где E k2 = 3E р2, Е p0 +E k0 = E k2 + E р2, E р0 = 4 E р2, m g h 0 = 4 m g h 2 Ответ: E k1 =2000 Дж, h 2 = 5 м.

21 Тело брошенное вертикально вниз с высоты 75 м со скоростью 10м/с, в момент удара о Землю обладало кинетической энергией 1600 Дж. Определить массу тела и скорость тела в момент удара. Сопротивлением воздуха пренебречь. Дано: U0U0 h0h0 mg U