Изменение механической энергии вследствие трения

Рассмотрим случай, когда между телами системы действуют силы трения. Вернёмся к примеру, рассмотренному в § 28.

Толкнём лежащий на столе брусок (рис. 31.6, а). Он будет скользить по столу и остановится, пройдя некоторое расстояние (рис. 31.6, б).

Однако механическая энергия, полученная бруском при толчке, не пропала бесследно!

Брусок и стол вследствие трения нагрелись, а при нагревании, как вы уже знаете из курса физики основной школы, увеличивается внутренняя энергия тел.

На примере следующего задания вы увидите, что во внутреннюю энергию может превращаться не только кинетическая, но и потенциальная энергия.

6. Брусок соскальзывает с наклонной плоскости с постоянной скоростью.

а) Как изменяется кинетическая энергия бруска?

б) Как изменяется потенциальная энергия бруска?

в) Как изменяется полная механическая энергия бруска?

Итак, в результате трения происходит превращение энергии: механическая энергия превращается во внутреннюю. Однако это превращение энергии существенно отличается от взаимного превращения кинетической и потенциальной энергии.

Важнейшее свойство взаимных превращений кинетической и потенциальной энергии состоит в том, что они обратимы.

Такие превращения энергии происходят, например, при колебаниях подвешенного на нити шара.

Когда подвешенный на нити шар движется к положению равновесия, его потенциальная энергия превращается в кинетическую (рис. 31.7, а).

Рис. 31.7

Но когда, пройдя положение равновесия, шар поднимается, его кинетическая энергия превращается снова

в потенциальную. И если можно пренебречь сопротивлением воздуха, то потенциальная энергия вернётся к начальному значению: шар поднимется до начальной высоты (рис. 31.7, б).

Превращение же энергии из механической во внутреннюю в значительной степени необратимо. Например, если толкнуть лежащий на столе брусок, он будет скользить по столу и остановится, пройдя некоторое расстояние.

Окончание >>>