|
|
|
|
|
Глава 1. Механические явления
§ 37. Закон сохранения энергии в механикеКакую энергию называют потенциальной? От каких физических величин она зависит? Какую энергию называют кинетической? От каких физических величин она зависит? 1. В этом параграфе вы познакомитесь с одним из самых важных, самых основных законов природы — законом сохранения энергии. Это не только физический закон. Он применяется в астрономии для расчёта движения планет, звёзд, комет, в космонавтике — для расчёта движения космических кораблей и спутников, в технике — для расчёта движения и работы различных машин и механизмов, а также в химии, биологии и т. д. 2. Прежде чем сформулировать закон сохранения энергии в механике, рассмотрим несколько простых примеров. Воспользуемся установкой, состоящей из шара, закреплённого между двумя упругими пружинами (рис. 114).
Если отвести шар в сторону — положение А — и отпустить, то он начнёт двигаться благодаря действию упругих пружин. Пройдя исходное положение О, шар продолжит движение в сторону, противоположную первоначальному отклонению. После того как шар достигнет положения В, его движение не прекратится. Он продолжит его, возвращаясь к исходному положению О и далее к положению А. Если пренебречь силой трения в системе тел шар — пружина, то колебания будут продолжаться бесконечно. 3. Что же при этом происходит с энергией шара и пружины? Как она изменяется? В положении А наибольшего отклонения деформированные пружины обладают максимальной потенциальной энергией Еп = mах. Затем эта энергия превращается в кинетическую энергию шара, и он начинает двигаться, увеличивая свою скорость. Потенциальная энергия пружин уменьшается, а кинетическая энергия шара будет увеличиваться и достигнет наибольшего значения Ек = max в положении О. В этом положении деформация у пружин отсутствует и, следовательно, их потенциальная энергия равна нулю Еп = 0.
|
|
|