Презентация, доклад Законы сохранения в механике 10 класс

Закон сохранения импульса связан с однородностью пространства, с тем, что все точки пространства совершенно равноправны. Перенос (сдвиг) в пространстве какой-либо механической системы никак не влияет на процессы внутри неё.

Введём новую физическую величину — импульс материальной точки. Дадим другую формулировку второго закона Ньютона.

начальное и конечное значения скорости материальной точки

Импульс материальной точки — это векторная, физическая величина, равная произведению массы материальной точки на её скорость:

Так как m > 0, то импульс имеет такое же направление, как и скорость

1 ед. импульса = 1 кг • 1 м/с = 1 кг • м/с.

Импульс тела равен сумме импульсов его отдельных элементов.

Импульс системы тел могут изменить только внешние силы, причём изменение импульса системы пропорционально сумме внешних сил и совпадает с ней по направлению. Внутренние силы, изменяя импульсы отдельных тел системы, не изменяют суммарный импульс системы.

геометрическая сумма всех внешних сил, действующих на тела системы.

1) Если даже на тела системы действуют внешние силы, но их сумма равна нулю, то импульс системы всё равно сохраняется.
2) Если сумма внешних сил не равна нулю, но сумма проекций сил на какое- то направление равна нулю, то проекция суммарного импульса системы на это направление не меняется.
3) Если внешние силы много меньше внутренних сил, то можно считать, что импульс системы сохраняется.

Так как вследствие истечения струи ракета движется с ускорением, то можно считать, что на ракету действует сила, называемая реактивной силой.

Главная особенность реактивной силы в том, что она возникает в результате взаимодействия частей системы без какого-либо взаимодействия с внешними телами.

Принцип реактивного движения основан на том, что истекающие из реактивного двигателя газы получают импульс. Такой же по модулю импульс приобретает ракета.

 Д/З.
1. РЕАКТИВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ.
2. Реактивное движение совершает кальмар. Как это ему удаётся?
3. Будет ли увеличиваться скорость ракеты, если скорость истечения газов относительно ракеты меньше скорости самой ракеты и вытекающие из сопла газы летят вслед за ракетой?

Если на тело действует несколько сил, то полная работа (алгебраическая сумма работ всех сил) равна работе равнодействующей силы.

Мощность равна 1 Вт, если работа, равная 1 Дж, совершается за 1 с.

Если же тело перемещается по прямой так, что направление перемещения составляет угол α с направлением силы тяжести то работа силы тяжести равна:

1) Перемещение тела из точки B в D по траектории BCD

2) Перемещение тела из точки B в D по траектории DEB

При движении тела по замкнутой траектории работа силы тяжести равна нулю.

Силы, работа которых не зависит от формы траектории точки приложения силы и по замкнутой траектории равна нулю, называют консервативными силами.

Вычислить работу силы упругости по формуле
A = F | Δr| cos α нельзя, так как эта формула справедлива лишь для постоянной силы, а сила упругости при изменении деформации пружины не остается постоянной. Для вычисления работы силы упругости воспользуемся графиком зависимости модуля силы упругости от координаты шара.
Работа будет численно равна площади трапеции BCDM.

Если система тел может совершить работу, что она обладает энергией.

Энергия в механике — величина, определяемая состоянием системы — положением тел и их скоростями; изменение энергии при переходе системы из одного состояния в другое равно работе внешних сил.

Направление силы совпадает с направлением скорости материальной точки. В этом случае направления вектора перемещения r и вектора силы F совпадают (рис.). Поэтому работа силы:

А = F|Δr|

А = FΔx.

F = mа

А = Ек2 - Ек1 = ΔЕк

Теорема об изменении кинетической энергии: Изменение кинетической энергии материальной точки при её перемещении равно работе, совершённой силой, действующей на точку при этом перемещении.

Вывод: Изменение кинетической энергии материальной точки зависит от начальной и конечной скоростей точки и не зависит от того, каким образом изменялась её скорость, под действием каких сил происходило это изменение.

Д/З

Если же силы взаимодействия между телами являются консервативными, то работу таких сил можно представить в виде разности двух значений величины, зависящей от взаимного расположения тел (или частей одного тела):

Еп = mgh

Величину, равную половине произведения коэффициента упругости k тела на квадрат удлинения или сжатия х, называют потенциальной энергией упруго деформированного тела:

Работа консервативных сил определяет не саму потенциальную энергию, а её изменение.

Изолированная система тел стремится к состоянию, в котором её потенциальная энергия минимальна.

Если не удерживать тело, то оно падает на землю (h = 0); если отпустить растянутую или сжатую пружину, то она вернётся в недеформированное состояние (х = 0)

И потенциальная и кинетическая энергии являются функциями состояния системы, т. е. они точно определены, если известны координаты и скорости всех тел системы.

ΔЕк + ΔЕп = 0

Δ (Ек + Еп) = 0

Изменение суммы кинетической и потенциальной энергий системы равно нулю.

Полная механическая энергия Е равна сумме кинетической и потенциальной энергий тел, входящих в систему:

Е = Ек + Еп = const.

Закон сохранения механической энергии (частный) В изолированной системе, в которой действуют консервативные силы, механическая энергия сохраняется.

Уменьшение механической энергии системы под действием сил трения.

Но убывание механической энергии не означает, что эта энергия исчезает бесследно. Происходит переход энергии из механической формы в другие. При работе сил трения происходит нагревание тел, или увеличение их внутренней энергии.

Работа же силы сопротивления воздуха отрицательна как при подъёме тела вверх, так и при движении его вниз. Поэтому на замкнутом пути она обязательно меньше нуля.

DE = Атр < 0

Под абсолютно упругим ударом понимают такой удар, при котором механическая энергия сохраняется

Если начальные скорости шаров направлены по линии, соединяющей их центры, то удар называют центральным.

Закон сохранения энергии :

Разделив почленно второе уравнение на первое, получим: