3-modul. Mexanikada saqlanish qonunlari

Energiya. Energiyaning saqlanish qonuni

a) Energiya - materiyaning barcha turdagi harakati va ularning barcha turdagi o‘zaro ta’sirlashishlarining miqdoriy o‘lchovidir. b) energiya-jismning yoki jismlar sistemasining ish bajara olish qobiliyatini xarakterlovchi fizik kattalikdir. Energiya ma’lum sharoitlarda sistema bajarishi mumkin bo‘lgan ish miqdori bilan o‘lchanadi.
Energiyaning eng sodda shakllaridan biri mexanik energiya, ya’ni kinetik va potensial energiyalardir. Qisqacha qilib kinetik energiyani - harakat energiyasi, potensial energiyani esa - holat energiyasi deb atash mumkin.
Kinetik energiya. Jism  tezlik bilan harkatlanayotgan bo‘lsin. Uning kinetik energiyasi harakatlanayotgan jism to‘xtaguncha bajargan ishlarining yig‘indisidan iborat bo‘ladi. Agar ish musbat bo‘lsa, (A>0) jismning kinetik energiyasi ortadi, aksincha A<0 bo‘lsa, jismning kinetik energiyasi kamayadi. Agar jism F kuch ta’sirida dS masofani bosib o‘tsa, ishqalanish kuchi manfiy ish bajaradi, u holda ishni uning kinetik energiyasining kamayishiga tenglashtirish mumkin:
,
yoki
. (3.31)
Bunda minus ishora harakat tormozlanish tufayli tezlanish manfiy ekanligini ko‘rsatadi. To‘la bajarilgan ishni hisoblash uchun oxirgi tenglikni ₁ dan ₂ integrallaymiz. Bu ish o‘z navbatida kinetik energiyaga teng bo‘ladi.


yoki
(3.32)
Demak, jism kinetik energiyasining o‘zgarishi uning tezligini ₁ dan ₂ ga o‘zgarishi uchun jismga ta’sir etadigan kuch bajarishi lozim bo‘lgan ishga teng. Oxirgi ifodadan umumiy holda W_k = m²/2 yozish mumkin. Demak, massa bilan tezlik kvadrati ko‘paytmasining yarimiga teng bo‘lgan kattalik jismning kinetik energiyasi deb ataladi.
Potensial energiya.Potensial energiya jism yoki jism qismlarini holatlarining bir-biriga nisbatan o‘zgarishi natijasida bajarilgan ishdir.
Masalan, Yer sathidan h balandlikda turgan jismga P=mg og‘irlik kuch ta’sir etadi. Agar jismni h balandlikdan tashlab yuborilsa, u og‘irlik kuchi ta’sirida Yerga tushadi. Yer sirti yaqinida jism  tezlikka erishadi va og‘irlik kuchining h balandlikni o‘tishdagi bajargan ishi evaziga W_k = m²/2 kinetik energiyaga ega bo‘ladi.
U holda quyidagini yozishimiz mumkin:
(3.33)
Bu ish esa o‘z navbatida jismning Yer sirtidan h balandlikka ko‘tarilgandagi potensial energiyasiga teng.
(3.34)