Еркін бөлшектің қозғалысы
Кинетикалық және потенциалдық энергия
жүктеу/скачать 47,15 Kb.
|
| Кинетикалық және потенциалдық энергия Энергия.Табиғатта жұмыс істеу салдарынан материя қозғалысының формасы бір түрден екінші түрге өзгеріп отырады. Осы өзгеріс кезінде жұмыс жасалынады, бұл жұмыс - энергия деп аталады. Сондықтан, неғұрлым жұмыс көбірек жасалынса, соғұрлым энергия көп болады.Дененің жұмыс істеу қабілеттілігінің сандық мөлшерін энергия деп атайды.Энергия жұмыспен тығыз байланысты болғандықтан, жұмыс қандай өлшем бірлікпен өлшенсе, энергия да сондай өлшем бірлікпен өлшенеді.Кинетикалық энергия. Материалдық нүктеге түсірілген күштің жасаған жұмысы дененің жылдамдығының өзгеруіне байланысты. Бұл байланыс материалдық нүктенің кинетикалық энергиясы деп аталады.Егер дене инерция күшінің нәтижесінде ds –ке орын ауыстырса, істелген жұмыс, бұдан: яғни, v жылдамдықпен қозғалатын массасы m дененің кинетикалық энергиясы: Сонымен, кинетикалық энергия дененің тек массасы мен жылдамдығына тәуелді. Сондықтан, ол 1) жүйенің күй функциясы болып табылады; 2) барлық уақытта оң; 3) әртүрлі инерциалды санақ жүйесінде бірдей емес. Потенциалдық энергия. Потенциалдық энергия - денелердің өзара орналасуын және араларындағы әсерлесу күшін сипаттайтын жүйенің механикалық энергиясы. Потенциалдық энергия денелердің немесе олардың бөлшектерінің өзара орналасуы кезіндегі жұмыс қорымен өлшенеді. Мысалы, материалдық нүкте ауырлық күшінің біртекті өрісінде қозғалғанда, яғни бір денені бір деңгейден екінші деңгейге көтергенде істелетін жұмысты есептеу арқылы потенциалдық энергияны табуға болады. Массасы m дене Жер бетінен h биіктікке көтерілсін, сонда оның потенциалдық энергиясы жасалынған жұмысқа тең: немесе Ендеше: 1) массасы m дененің h биіктікке көтерілген кездегі потенциалдық энергиясы: 2) х – ұзындыққа созылған серіппенің потенциалдық энергиясы: 6.3 Энергияның сақталу заңы. Тек механикалық процестер өтетін жүйелер механикалық жүйе деп аталады. Егер тұйықталған механикалық жүйеде потенциалдық және кинетикалық энергиялардың қосындысы тұрақты шама болса, мұндай жүйелер консервативтік жүйелер деп аталады. Егер тұйықталған механикалық жүйеде потенциалдық және кинетикалық энергиялардың қосындысы кемісе, механикалық энергия энергияның басқа түріне айналады. Мұндай жүйелер диссипативтік жүйелер деп аталады. Дененің қозғалысы кезінде, кез келген уақыт мезетінде оның кинетикалық және потенциалдық энергияларының қосындысы тұрақты болады: Бұл табиғаттың негізгі заңы болып табылады. Энергияның сақталу заңын кеңірек түсіну мынаны көрсетеді: энергия жоғалмайды және жоқтан пайда болмайды, ол тек бір түрден екінші түрге ғана ауысады. Энергияның бір түрі қаншаға кемісе, екінші түрі соншаға артады. Басқаша айтқанда, қозғалыссыз материя болмайды. Қозғалыс – материяның өмір сүру формасы.
Қатты дененің айналмалы қозғалысыныңт динамикасы Қатты денелер механикасы. Инерция моменті. Штейнер теоремасы. Айналмалы қозғалыстың кинетикалық энергиясы. Айналмалы қозғалыстың динамикалық теңдеуі. Импульс моменті және оның сақталу заң Қатты дене механикасы. Қатты дененің айналуын қарастырғанда күш ұғымына, қоса күш моменті және масса ұғымына, қоса инерция моменті деген ұғым енгізіледі. Күш момент Массасы m дененің А нүктесінде қозғалысын қарастырғанда, әсер етуші F күштің О нүктесінен күш бағытына түсірілген перпендикуляр ұзындығының көбейтіндісіне тең шаманы, O нүктесіне қатысты күш моменті болып табылады:M=Frcos мұндағы - күш иіні деп аталады, яғни күш пен иіннің көбейтіндісін күш моменті деп атайды. M=FlӨлшем бірлігі – (Н·м) Инерция моментіДененің массасы мен оның айналу центрінен денеге дейінгі ара қашықтығының квадратының көбейтіндісіне тең шаманы инерция моменті деп атайды. J=mr<2 Дененің инерция моменті, ол дененің қандай оське қатысты айналғанына және дененің массасының көлеміне қалай орналасқанына байланысты. Инерция моменті әр түрлі пішіндегі денелерде әртүрлі болады. Айналмалы қатты дененің динамикасының негізгі теңдеуі. Дене Dj бұрышқа бұрылғанда күш түсірілген А нүктесі DS доғасының ұзындығына жылжиды, сонда F күшінің істеген жұмысы:da=FdS ; мұндағыdS=rdфи ; сонда dA=Frdфи болады. Егер M=Fr , болса ; бұдан дененің айналдыру жұмысы кинетикалық энергияны ұлғайтуға кетеді: dA=dEk=d(Jомега кв/2)=Jомегаdомега яғни қорыта келгенде мына түрдегі теңдеу шығады:M=Je. бұл теңдеу айналмалы жүктеу/скачать 47,15 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|