Energiya. Mexanik ish. Quvvat. Energiyaning saqlanish qonuni

Energiya. Mexanik ish. Quvvat. Energiyaning saqlanish qonuni.

Reja:

1. Energiya haqida tushuncha.

2. Mexanik ish. Quvvat.

3.Energiyaning saqlanish qonuni

1.Energiya (yun.— harakat, faoliyat) — har qanday koʻrinishdagi materiya, xususan, jism yoki jismlar tizimini tashkil etuvchi zarralar harakatining hamda bu zarralarning oʻzaro va boshqalar zarralar bilan taʼsirlarining miqdoriy oʻlchovi. Xalqaro birliklar tizimida energiya xuddi ish kabi joulda; atom fizikasi, yadro fizikasi va elementar zarralar fizikasida esa elektronvolt on oʻlchanadi. Energiya yoʻqdan bor boʻlmaydi va mavjud energiya yoʻqolmaydi, faqat u bir turdan ikkinchi turga oʻtadi (qarang Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni). Fizika materiya oʻzaro bogʻlangan modda va maydon shaklida oʻrganiladi. Materiyaning harakatlariga mos holda energiya shartli ravishda mexanik, ichki, elektromagnit, kimyoviy va boshqalar turlarga ajratib tekshiriladi. Masalan, kimyoviy energiya elektronlarning kinetik energiyasi hamda elektronlarning bir-biri va atom yadrolari bilan oʻzaro taʼsirlari natijasida vujudga kelgan energiyalar yigʻindisiga teng . Muayyan tizimning holatini ifodalovchi parametrlarga bogʻliq boʻlib, tizimning har bir holatiga aniq bir energiya qiymati toʻgʻri keladi. Tizim1shng istalgan holatidagi energiya qiymati tizim bu holatga qanday usul bilan kelganligiga bogʻliq emas. Binobarin, energiya tizim holatining funksiyasidir. Tutash muhit yoki maydon uchun energiya zichligi va energiya oqimi tushunchalari qoʻllaniladi. Birlik hajmdagi energiya energiya zichligi va energiya zichligining uning tarqalish tezligiga koʻpaytmasiga teng kattalik esa energiya oqimi deb ataladi. Tartibsiz harakatlanuvchi juda koʻp zarralardan iborat tizimlarning , yaʼni makroskopik jismlarning oʻzaro taʼsirida issiklik miqdori muhim rol oʻynaydi. Tizimning mexanik harakatlanishi uchun tashqi kinetik energiyasini, boshqa tizimlar bilan maydonlarning oʻzaro taʼsiri tashqi potensial energiyasini hosil qiladi. Tizimning tashqi energiyasi tashqi kinetik va tashqi potensial energiyalari yigʻindisiga teng . Makroskopik harakatsiz, boshqa tizimlar va maydonlar bilan oʻzaro taʼsir qilmagan tizim energiyasi uning ichki energiyasi boʻladi. Tizimning har qanday holatidagi ichki energiyasi aniq qiymatga ega, yaʼni ichki energiya holat funksiyasidir. Tizimni tashkil qilgan atomlar va molekulalarning energiyalari, ular tarkibidagi elektronlar, yadrolarning oʻzaro taʼsir energiyalari va h.k. ichki energiya tarkibiga kiradi.

 

2.Mexanik ish va kuch nima? Mexanik ish: ta'rifi va formulasi

Ot aravani bir oz kuch bilan tortib oladi, keling uni belgilaymiz Ftortish. Aravada o'tirgan bobo unga bir oz kuch bilan bosadi. Keling, uni belgilaymiz Fbosim Arava otning tortish tomoniga (o'ngga) harakat qiladi, lekin bobosi bosgan tomonga (pastga) arava harakat qilmaydi. Shuning uchun, fizikada ular shunday deyishadi Ftortish aravada ishlaydi va Fpress savatda ishlamaydi.

Shunday qilib, tanadagi kuch ishi yoki mexanik ish - fizik kattalik, uning moduli bu kuchning harakat yo'nalishi bo'yicha tanani bosib o'tgan yo'li bilan kuchning hosilasiga tengdir.lar:

Ingliz olimi D. Joule sharafiga mexanik ish birligi nomlandi 1 joule (formulaga muvofiq, 1 J \u003d 1 Nm).

Agar ko'rib chiqilayotgan tanaga ma'lum bir kuch ta'sir qilsa, unda ba'zi bir tana unga ta'sir qiladi. shuning uchun tanadagi kuch ishi va tanadagi tanadagi ish to'liq sinonimlardir. Shu bilan birga, birinchi jismning ikkinchisidagi ishi va ikkinchisining tanasining ishi qisman sinonimlardir, chunki bu asarlarning modullari har doim teng bo'lib, ularning belgilari doimo qarama-qarshi. Shuning uchun formulada "±" belgisi mavjud. Keling, ish belgilarini batafsilroq ko'rib chiqaylik.

Kuch va yo'lning sonli qiymatlari har doim manfiy bo'lmagan qiymatlardir. Aksincha, mexanik ish ijobiy va salbiy belgilarga ega bo'lishi mumkin. Agar kuch yo'nalishi tananing harakat yo'nalishi bilan to'g'ri keladigan bo'lsa, unda kuch bilan ishlash ijobiy hisoblanadi. Agar kuch yo'nalishi tananing harakat yo'nalishiga qarama-qarshi bo'lsa, ishchi kuchi salbiy hisoblanadi ("±" formuladan "-" ni olamiz). Agar tananing harakat yo'nalishi kuchning harakat yo'nalishiga perpendikulyar bo'lsa, u holda bunday kuch ishni bajarmaydi, ya'ni A \u003d 0.

Ishni kuch bilan bajarish, turli kuzatuvchilar nuqtai nazaridan farq qilishi mumkin. Bir misolni ko'rib chiqing: qiz liftda ko'tarilayotir. U mexanik ish bilan shug'ullanadimi? Qiz faqat kuch bilan harakat qiladigan jismlarda ishlashi mumkin. Bunday korpus faqat bitta - lift og'irligi bilan erga bosganligi uchun lift avtomobili. Endi biz idishni qandaydir yo'lga boradimi yoki yo'qligini aniqlashimiz kerak. Ikkita variantni ko'rib chiqing: statsionar va harakatlanuvchi kuzatuvchi bilan.

Quvvat — ishning shu ish bajarilgan vaqtga nisbati bilan aniqlanadigan fizik kattalik. Agar ish bir tekis bajarilsa, I=A/g formula bilan aniqlanadi; bu yerda A—/ vaqtda bajarilgan ish. Umumiy holda I=yA/(I; bunda a"A — juda kichik Sh vaqt ichida baja-rilgan ish. Q. vatt (Vt) larda ifodalanadi. Q.ning tizimdan tashqari ot kuchi (o.k.) [[deb ataladigan birligi ham mavjud (1 o.k.=735,499 Vt).

Elektr toki muayyan vaqt orali-gʻida bajargan ish elektr toki Q. i [[deb ataladi. Oʻzgarmas tok zanjirida Q. kuchlanish bilan tok kuchi koʻpaytmasiga teng . Oʻzgaruvchan tok kuchlanishi va tok kuchi oniy qiymatlari koʻpaytmasi oniy Q, shu oʻtgan vaqtdagi oʻrtacha Q. faol Q., tok va kuchlanishning amaldagi qiymatlari koʻpaytmasi toʻliq Q, sinusoidal tok uchun toʻliq Q.ning tok kuchi va kuchlanish orasidagi fazalar siljishi burchagi sinusiga koʻpaytmasi reak-tiv q. [[deb ataladi.

Muayyan yuza orqali vaqt birligida tovush toʻlqinlari olib oʻtadigan energiya tovush Quvvat bu Q.ning yuza birligiga keltirilgan oʻrtacha qiymati tovush intensivligi deyiladi(qarang Tovush).

3.Energiyaning saqlanish qonuni deb nimaga aytiladi?

Fizikada saqlanish atamasi vaqt oʻtishi bilan qiymati oʻzgarmaydigan fizik kattalikka nisbatan qoʻllanadi. Biron-bir fizik hodisa sodir boʻlishidan oldin va keyin ham saqlanuvchi fizik kattalikning qiymati oʻzgarmaydi.

Fizikada saqlanuvchi kattaliklar koʻp. Ular koʻpincha juda murakkab fizik hodisani oldindan ayta bilish uchun foydalidir. Mexanikada uchta fundamental saqlanuvchi kattalik mavjud: energiya, impuls va impuls momenti.

Boshqa boʻlimlardagi misollarni koʻrgan boʻlsangiz (masalan, filning kinetik energiyasi), energiya saqlanuvchi kattalik ekani sizni hayron qoldirishi mumkin. Biroq energiya toʻqnashuvlar mobaynida oʻzgaradi. Demak, biz taʼrifga bir qancha muhim qoʻshimchalarni kiritishimiz kerak ekan:

Jismlar harakatlanganda vaqt oʻtishi bilan ularning kinetik, potensial, issiqlik kabi energiyalari oʻzgarishi mumkin, lekin energiya saqlangan boʻlsa, toʻla energiyaning qiymati oʻzgarmaydi.

Energiyaning saqlanish qonuni faqatgina yopiq sistemada oʻrinli. Notekis polda yumalayotgan koptok uchun energiyaning saqlanish qonunini qoʻllab boʻlmaydi. Chunki koptok poldan izolyatsiyalanmagan va poldagi ishqalanish kuchi koptokni toʻxtatish uchun ish bajaradi. Lekin koptok va polni birgalikda bir sistema deb qarasak, energiyaning saqlanish qonuni oʻrinli boʻladi. Buni odatda koptok-pol sistemasi deb ataymiz.

Mexanikaga oid masalalarda biz kinetik energiya , gravitatsion potensial energiya, elastik—prujina—potensial energiyasi, va issiqlik energiyani oʻz ichiga olgan sistemalar bilan koʻproq ishlaymiz. Shu kabi masalalarni yechish biron-bir boshlangʻich (i indeks) va keyingi (f indeks) vaqt oraligʻi uchun energiyaning saqlanish qonunini qoʻllashdan boshlanadi.

Fizikada sistema deb tenglamalar tuzishda ishtirok etadigan barcha jismlar toʻplanmasiga aytiladi. Biz jism harakatini energiyaning saqlanish qonuni orqali tasvirlamoqchi boʻlsak, sistema oʻrganilayotgan jismni va u bilan taʼsirlashayotgan barcha boshqa jismlarni oʻz ichiga olishi kerak.

Amaliyotda qaysi kuchlar taʼsirini hisobga olmaslikni tanlashimizga toʻgʻri keladi. Sistemani aniqlayotganimizda bizni qiziqtirayotgan va bizga kerak boʻlmagan narsalarni ajratib olamiz. Sistemadan tashqari boʻlgan barcha narsalarni bitta qilib muhit deb ataymiz. Muhitning baʼzi qismlarini eʼtiborga olmaslik hisobdagi aniqlikni biroz kamaytiradi. Lekin buning hech yomon tomoni yoʻq. Aslida, yaxshi fizik degani nafaqat fizik hodisani tushunish, balki xavfsiz ravishda baʼzi hodisalarni eʼtiborga olmaslikni bilish demakdir.

Masalan, koʻprikdan xavfsizlik kamari bilan sakrayotgan odamni koʻraylik. Sistema kamida sakrovchi, kamar va Yerni oʻz ichiga olishi kerak. Yanada aniqroq natija olish uchun sistemaga sakrovchiga taʼsir qiladigan