ГРУППА 306.  ФИЗИКА.  ТЕМА «Закон сохранения энергии»

Что такое  Закон сохранения энергии

Закон сохранения энергии — энергия не может появляться из ничего и пропадать никуда, она не может быть ни создана, ни уничтожена, но она может быть преобразована, таким образом энергия только принимает другой вид, и её количество при этом сохраняется во времени (если не существуют или не учитываются диссипативные силы, как например, силы внутреннего трения).

Ещё его называют законом сохранения и превращения энергии.

В замкнутой механической системе справедливо равенство:

Ek₁ + Ep₁ = Ek₂ + Ep₂

 Где:

Ek₁ – кинетическая энергия в определённый момент времени

Ep₁ – потенциальная энергия в определённый момент времени

Ek₂ – кинетическая энергия в последующий момент времени

Ep₂ – потенциальная энергия в последующий момент времени

То же самое можно выразить этой формулой:

Где:

m – масса тела

g – ускорение свободного падения

h – высота

v – скорость движения тела

Обратите внимание, что полная энергия системы, представленная суммой энергии, связанной с движением (Eкин), и энергии, связанной с положением (Eпот), имеет одно и то же значение в разное время.

Преобразование энергии: рисунок потенциальной и кинетической энергии.
Пример закона сохранения энергии: бейсбольный мяч подбрасывается вверх, в верхней точке, когда мяч на секунду останавливается, вся кинетическая энергия превращается в потенциальную.

Формулы энергии

Потенциальная энергия (при гравитационном взаимодействии)

Eпот = mgh

 Где:

m – масса тела

g – ускорение свободного падения

h – высота

 Кинетическая энергия

Eкин = (mv²) / 2,

Где:

m – масса тела

v – скорость его движения

 Из Ek₁+ Ep₁ = Ek₂+ Е_р2    предыдущих двух формул следует:

 

Полная механическая энергия

 Это сумма кинетической и потенциальной энергии тела.

Полная механическая энергия: E = Eк + Ep

При минимальной высоте тела (h = 0): Eполная = (mv²) / 2

При средней высоте тела: Eполная = (mv²) / 2 + mgh

При максимальной высоте тела: Eполная = mgh

 Эквивалентность массы и энергии

E = mc²,

Где:

Е – энергия,

m – масса

c – скорость света

Потенциальная энергия сжатой/растянутой пружины (Потенциальная энергия упругой деформации)

Ep = (kx²) / 2,

 Где:

Ep — потенциальная энергия

k — коэффициент упругости/жёсткости

x — удлинение/сокращение пружины

Законы сохранения

Законы сохранения являются фундаментальными принципами физики. Они точны для изолированной физической системы.

Кроме закона сохранения энергии существуют и другие законы, в которых механические свойства системы не меняются (при отсутствии взаимодействия системы с окружением). Такие, как:

• закон сохранения момента импульса;
• закон сохранения массы;
• закон сохранения лептонного числа; и др.

 

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:

 1.  Ответьте на вопросы таблицы.

 2. Составьте конспект по теме.