Реферат на тему закон збереження енергії

Обновлено: 04.07.2024

Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:

Введение

В современном мире сложилось состояние сохранения и развития цивилизации на Земле для обеспечения человечества достаточным количеством топлива и энергии. Ограниченные запасы традиционных топливно-энергетических ресурсов заставили обратиться к энергосбережению как к одному из основных элементов современной концепции мирового энергетического развития.

Невозобновляемые источники энергии: Торф, уголь, нефть, природный газ.

Возобновляемые источники энергии: Твердая биомасса и продукты животного происхождения, промышленные отходы, гидроэнергетика, геотермальная энергия, солнечная энергия, энергия ветра, океанские волны и приливы.

Экономия энергии

Энергосбережение означает эффективное использование энергии на всех этапах преобразования энергии — от добычи первичных источников энергии до потребления всех видов энергии конечными потребителями.

Меры по энергосбережению могут быть разными. Одним из наиболее эффективных способов повышения эффективности использования энергии является использование современных энергосберегающих технологий.

Энергосберегающие технологии не только значительно снижают затраты на энергию, но и имеют очевидные экологические преимущества.

Основные направления эффективного энергопотребления

Энергосбережение в компании: Технологии и новые возможности.

К сожалению, энергосбережение в компаниях, как правило, оставляет желать лучшего. Большинство заводов и фабрик имеют высокопроизводительные двигатели, которые потребляют до 60% больше энергии, чем необходимо. Для оптимизации процессов используются электрические приводы со встроенными энергосберегающими функциями. Гибко варьируя скорость в зависимости от нагрузки, можно достичь экономии энергии в 30-50%.

Сокращение теплопотерь и энергосбережение в зданиях различного назначения.

Более 30% всех энергоресурсов используется для отопления жилых, офисных и промышленных зданий. Поэтому энергосберегающие технологии в зданиях неэффективны для различных целей без снижения непроизводительных потерь тепла.

Важнейшей мерой по экономии энергии в зданиях будет также установка отопительных батарей с автоматическим управлением. Использование вентиляционных систем с функцией рекуперации тепла позволит сэкономить еще больше энергии.

Экономия энергии в школе: долгосрочный вклад в будущее.

Успех мер по энергосбережению невозможен без массового распространения информации об энергосбережении среди населения. В настоящее время в нашей стране начинаются кампании по внедрению энергосберегающих технологий в зданиях различного назначения: не только на предприятиях, но и, например, в школах. Энергосбережение в школах имеет огромный потенциал. С детства, привыкнув к бережному использованию электричества, сегодняшние школьники в будущем смогут добиться прорыва в энергосбережении по всей стране. В современных школах активно внедряются экологические программы, издаются учебники, проводятся тренинги, внеклассные мероприятия, конкурсы на лучшие проекты по энергосбережению и др. Все эти меры позволяют нам с уверенностью смотреть в будущее процветания нашей планеты.

Большинство современных энергосберегающих технологий

Ротационные пульсационные установки для отопления и горячего водоснабжения.

Такие генераторы позволяют нагревать воду, инициируя физические и химические процессы в этой воде за счет высокой частоты вращения ротора (5 000 об/мин), сопровождающиеся высоким выбросом тепловой энергии. Ротор машины приводится в действие электродвигателем. Эти теплогенераторы отличаются высокой эффективностью и коэффициентом преобразования энергии, составляющим около 100%. Чем выше мощность агрегата, тем выше его КПД за счет увеличения удельной поверхности ротора-статора.

Минимальная мощность теплогенератора — 5 кВт.

Макс — ограничивается только доступной мощностью двигателя и назначенной мощностью потребителя.

Такие теплогенераторы используются для горячего водоснабжения, автономного отопления зданий и сооружений.

Преимущества вращающегося, пульсирующего нагревателя:

Относительно дешево по сравнению с котельными.

Небольшие монтажные размеры и простота установки в существующую отопительную систему.

Автоматическая система управления позволяет эксплуатировать систему без присутствия персонала.

Специальная обработка воды не требуется.

По сравнению с газовым котлом предельные значения по газу не требуются.

Отсутствуют выбросы продуктов сгорания, т.е. генератор является экологически чистым.

Значительная экономия затрат и быстрая окупаемость в случае замены центрального отопления (от отопительных систем) и горячего водоснабжения гидротермальным генератором

Принцип работы датчика.

Принцип работы роторного пульсационного генератора заключается в перекачивании жидкости через роторно-статорную систему, где линейная скорость потока жидкости достигает 50-100 м/с и, благодаря высоким растягивающим напряжениям, приводит к образованию кавитационных процессов в жидкости, обеспечивая ее нагрев.

Заключение

Суть процессов заключается в образовании и распаде пузырьков пара или газа при адиабатическом нагревании до 10000 С. Тепло вырабатывается самой жидкостью, без поверхностей теплообмена обеспечивает очень эффективный процесс нагрева. КПД гидротермального генератора (отношение полученной тепловой энергии к потребленной электроэнергии) близок к единице.

Список литературы

Образовательный сайт для студентов и школьников

Тема данной работы - Закон сохранения энергии, он утверждает, что энергия тела никогда не исчезает и не появляется вновь, она может лишь превращаться из одного вида в другой. Этот закон универсален. В различных разделах физики он имеет свою формулировку.

Энергия в нашей жизни очень важна эта тема будет актуальной всегда. Мы должны знать истори и великих ученых, кто трудился над открытием законов.

Я выбрала эту тему так как мне было интересно знать историю и биографию ученых благодаря которым мир узнал про закон сохранения энергии.

Актуальность работы заключается в рассмотрении особенностей закона сохранения энергии, являющегося следствием однородности времени и в этом смысле являющегося универсальным, то есть присущим системам самой разной физической природы.
Цель работы состоит в изучении фундаментальных основ закона сохранения энергии.
Задачами работы являются:
- изучить историю открытия закона сохранения и превращения энергии.

- рассмотреть смысл закона сохранения энергии.

1. История открытия закона сохранения энергии.

Роберт Юлий Майер.

Роберт Юлий Майер (1814-1878) родился в Гейльбронне в семье аптекаря. По окончании средней школы Майер поступил в Тюбингенский университет на медицинский факультет. Здесь он не слушал математических и физических курсов, но зато основательно изучил химию у Гмелина. Закончить университет в Тюбингене без перерыва ему не удалось. За участие в запрещенной сходке он был арестован. В тюрьме Майер объявил голодовку и на шестой день после ареста был освобожден под домашний арест. Из Тюбингена Майер уехал в Мюнхен, затем в Вену. Наконец, в январе 1838 года ему разрешили вернуться на родину. Здесь он сдал экзамены и защитил диссертацию.

Вскоре Майер принял решение поступить на голландский корабль, отправляющийся в Индонезию, в качестве судового врача. Это путешествие сыграло важную роль в его открытии. Работая в тропиках, он заметил, что цвет венозной крови у жителей жаркого климата более яркий и алый, чем темный цвет крови у жителей холодной Европы. Майер правильно объяснил яркость крови у жителей тропиков: вследствие высокой температуры организму приходится вырабатывать меньше теплоты. Ведь в жарком климате люди никогда не мерзнут. Поэтому в жарких странах артериальная кровь меньше окисляется и остается почти такой же алой, когда переходит в вены.

У Майера возникло предположение: не изменится ли количество теплоты, выделяемое организмом, при окислении одного и того же количества пищи, если организм, помимо выделения теплоты, будет еще производить работу? Если количество теплоты не изменяется, то из одного и того же количества пищи можно получить то больше, то меньше тепла, так как работу можно превратить в тепло, например, путем трения.

Если количество теплоты изменяется, то работа и теплота обязаны своим происхождением одному и тому же источнику - окисленной в организме пище. Ведь работа и теплота могут превращаться одна в другую. Эта идея сразу дала возможность Майеру сделать ясным и загадочный опыт Гей-Люссака.

Первым осознал и сформулировал всеобщность закона сохранения энергии немецкий врач Роберт Майер. При исследовании законов функционирования человека у него возник вопрос, не изменится ли количество теплоты, выделяемое организмом при переработке пищи, если он при этом будет совершать работу. Если количество теплоты не изменялось бы, то из того же количества пищи можно было бы получать больше тепла путём перевода работы в тепло (например, через трение). Если же количество теплоты изменяется, то, следовательно, работа и тепло должны быть как-то связаны между собой и с процессом переработки пищи. Подобные рассуждения привели Майера к формулированию закона сохранения энергии в качественной форме:

Движение, теплота, и, как мы намерены показать в дальнейшем, электричество представляют собой явления, которые могут быть сведены к единой силе, которые изменяются друг другом и переходят друг в друга по определенным законам.

Ему же принадлежит обобщение закона сохранения энергии на астрономические тела. Майер утверждает, что тепло, которое поступает на Землю от Солнца, должна сопровождаться химическими превращениями или механической работой на Солнце:

Всеобщий закон природы, не допускающий никаких исключений, гласит, что для образования тепла необходима известная затрата. Эту затрату, как бы разнообразна она ни была, всегда можно свести к двум главным категориям, а именно, она сводится либо к химическому материалу, либо к механической работе

Джеймс Джоуль.

24 декабря 1818 года родился Джеймс Джоуль. Биография будущего физика начинается в английском городке Солфорде, в семье успешного владельца пивоварни. Обучение мальчика происходило в домашних условиях, некоторое время физику и химию ему преподавал Джон Дальтон. Благодаря ему английский физик и полюбил науку. Джоуль не обладал крепким здоровьем, много времени он просиживал дома, проводя физические опыты и эксперименты. Уже в 15 лет, из-за болезни отца, ему пришлось управлять пивоварней вместе с братом. Работа на отцовском заводе не давала возможности поступить в университет, поэтому Джеймс Джоуль всецело отдавался домашней лаборатории. С 1838 по 1847 год физик активно изучает электричество и делает свои первые научные успехи. В журнале Annals of Electricity он публикует статью об электричестве, а в 1841 открывает новый физический закон, который сейчас носит его имя.

Английский ученый Джемс Джоуль ничего не зная о работах Майера, решил поставить ряд опытов чтобы доказать что при различных процессах, при которых совершается работа и выделяется теплота, для получения единицы количества теплоты надо затратить одно и то же количество работы. Уже в 1841 году он опубликовал выводы из своих опытов по исследованию превращения работы электрического тока в теплоту.

Принцип сохранения энергии, лежащий в основе работы Джоуля, положил начало новой научной дисциплине, известной как термодинамика. Несмотря на то, что Джоуль не был первым учёным, который предложил этот принцип, он был первым, кто продемонстрировал обоснованность этого принципа.

считается главным основателем термодинамики. Он показал, что "работа может превращаться в теплоту с четким соотношением работы к теплоте, и что теплоту можно обратно преобразовать в работу".

Герман Гельмгольц.

Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц родился 31 августа 1821 года в семье Потсдамского учителя гимназии. По желанию отца, в 1838 году Герман поступил в военно-медицинский институт Фридриха-Вильгельма для изучения медицины. Под влиянием знаменитого физиолога Иоганна Мюллера, Гельмгольц посвятил себя изучению физиологии и по прослушании курса института защитил в 1842 году докторскую диссертацию, посвященную строению нервной системы. В этой работе двадцатидвухлетний врач впервые доказал существование целостных структурных элементов нервной ткани, получивших позднее название нейронов.

В том же году Герман назначается ординатором в больницу в Берлине. С 1843 года начался служебный путь Гельмгольца в качестве потсдамского военного врача. Жил он в казарме и вставал в пять часов утра по сигналу кавалерийской трубы. Но эскадронный хирург гусарского полка находил время и для занятий наукой. В 1845 году он прощается с военной службой и едет в Берлин для подготовки к государственным экзаменам на звание врача. Гельмгольц усердно занимается в домашней физической лаборатории Густава Магнуса.

Герман Гельмгольц первым ввёл представление о потенциальной энергии. Рассуждения Майера и опыты Джоуля доказали эквивалентность механической работы и теплоты, показав, что количество выделяемой теплоты равно совершённой работе и наоборот, однако, формулировку в точных терминах закону сохранению энергии первым дал Герман Гельмгольц.

В отличие от своих предшественников, Гельмгольц связывал закон

сохранения энергии с невозможностью существования вечных двигателе. В своих рассуждениях он шёл от механистической концепции устройства материи, представляя её как совокупность большого количество материальных точек, взаимодействующих между собой посредством центральных сил. Исходя из такой модели, Гельмгольц свёл все виды сил (позднее получивших название видов энергии) к двум большим типам: живым силам движущихся тел (кинетической энергии в современном понимании) и силам напряжения (потенциальной энергии). Закон сохранения этих сил был им сформулирован в следующем виде: Во всех случаях, когда происходит движение подвижных материальных точек под действие сил притяжения и отталкивания, величина которых зависит только от расстояния между точками, уменьшение силы напряжения всегда равно увеличению живой силы, и наоборот, увеличение первой приводит к уменьшению второй. Таким образом, всегда сумма живой силы и силы напряжения постоянна.

В этой цитате под живой силой Гельмгольц понимает кинетическую энергию материальных точек, а под силой напряжения — потенциальную. Мерой произведённой работы Гельмгольц предложил считать половину величины mq² (где m — масса точки, q — её скорость) и выразил сформулированный закон в следующей математической форме [30] :

$- \sum\left[\int\limits_<r_</p> <p>>^>\varphi_\mathrm dr_\right] = \sum\frac - \sum\frac$

Таким образом, главным нововведением Гельмгольца стало введение понятия потенциальных сил и потенциальной энергии, что позволило в дальнейшем обобщить закон сохранения энергии на все разделы физики. В частности, опираясь на закон сохранения энергии, он вывел закон электромагнитной индукции Фарадея.

2. Виды механических сил.

Силы, которые действуют внутри механической системы, принято разделять на консервативные и неконсервативные.

Консервативными считаются силы, работа которых не зависит от траектории движения тела, к которому они приложены, а определяется только начальным и конечным положением этого тела. Консервативные силы называют также потенциальными. Работа таких сил по замкнутому контуру равна нулю.

Примеры консервативных сил – сила тяжести, сила упругости.

Все остальные силы называются неконсервативными. К ним относятся сила трения и сила сопротивления. Их называют также диссипативными силами. Эти силы при любых движениях в замкнутой механической системе совершают отрицательную работу, и при их действии полная механическая энергия системы убывает (диссипирует). Она переходит в другие, не механические виды энергии, например, в теплоту. Поэтому закон сохранения энергии в замкнутой механической системе может выполняться, только если неконсервативные силы в ней отсутствуют.

Полная энергия механической системы состоит из кинетической и потенциальной энергии и является их суммой. Эти виды энергий могут превращаться друг в друга.

2.1 Потенциальная энергия

Потенциальной энергией называют энергией взаимодействия физических тел или их частей между собой. Она определяется их взаимным расположением, то есть, расстоянием между ними, и равна работе, которую нужно совершить, чтобы переместить тело из точки отсчёта в другую точку в поле действия консервативных сил.

Потенциальную энергию имеет любое неподвижное физическое тело, поднятое на какую-то высоту, так как на него действует сила тяжести, являющаяся консервативной силой. Такой энергией обладает вода на краю водопада, санки на вершине горы.

Откуда же эта энергия появилась? Пока физическое тело поднимали на высоту, совершили работу и затратили энергию. Вот эта энергия и запаслась в поднятом теле. И теперь эта энергия готова для совершения работы.

Величина потенциальной энергии тела определяется высотой, на которой находится тело относительно какого-то начального уровня. За точку отсчёту мы можем принять любую выбранную нами точку.

Если рассматривать положение тела относительно Земли, то потенциальная энергия тела на поверхности Земли равна нулю. А на высоте h она вычисляется по формуле:

где m – масса тела

ɡ - ускорение свободного падения

h – высота центра масс тела относительно Земли

ɡ = 9,8 м/с 2

При падении тела c высоты h₁ до высоты h₂ сила тяжести совершает работу. Эта работа равна изменению потенциальной энергии и имеет отрицательное значение, так как величина потенциальной энергии при падении тела уменьшается.

где E_п1 – потенциальная энергия тела на высоте h₁ ,

E_{п2 -} потенциальная энергия тела на высоте h₂.

2.2 Кинетическая энергия.

Катящийся по полю футбольный мяч, скатившиеся с горы и продолжающие двигаться санки, выпущенная из лука стрела – все они обладают кинетической энергией.

Если тело находится в состоянии покоя, его кинетическая энергия равна нулю. Как только на тело подействует сила или несколько сил, оно начнёт двигаться. А раз тело движется, то действующая на него сила совершает работу. Работа силы, под воздействием которой тело из состояния покоя перейдёт в движение и изменит свою скорость от нуля до ν, называется кинетической энергией тела массой m.

Если же в начальный момент времени тело уже находилось в движении, и его скорость имела значение ν₁, а в конечный момент она равнялась ν₂, то работа, совершённая силой или силами, действующими на тело, будет равна приращению кинетической энергии тела.

Если направление силы совпадает с направлением движения, то совершается положительная работа, и кинетическая энергия тела возрастает. А если сила направлена в сторону, противоположную направлению движения, то совершается отрицательная работа, и тело отдаёт кинетическую энергию.

2.3 Закон сохранения механической энергии.

Закон сохранения энергии утверждает, что энергия тела никогда не исчезает и не появляется вновь, она может лишь превращаться из одного вида в другой. Этот закон универсален. В различных разделах физики он имеет свою формулировку. Классическая механика рассматривает закон сохранения механической энергии.

Полная механическая энергия замкнутой системы физических тел, между которыми действуют консервативные силы, является величиной постоянной. Так формулируется закон сохранения энергии в механике Ньютона.

Любое физическое тело, находящееся на какой-то высоте, имеет потенциальную энергию. Но при падении оно эту энергию начинает терять. Куда же она девается? Оказывается, она никуда не исчезает, а превращается в кинетическую энергию этого же тела.

Предположим, на какой-то высоте неподвижно закреплён груз. Его потенциальная энергия в этой точке равна максимальному значению. Если мы отпустим его, он начнёт падать с определённой скоростью. Следовательно, начнёт приобретать кинетическую энергию. Но одновременно начнёт уменьшаться его потенциальная энергия. В точке падения кинетическая энергия тела достигнет максимума, а потенциальная уменьшится до нуля.

Потенциальная энергия мяча, брошенного с высоты, уменьшается, а кинетическая энергия возрастает. Санки, находящиеся в состоянии покоя на вершине горы, обладают потенциальной энергией. Их кинетическая энергия в этот момент равна нулю. Но когда они начнут катиться вниз, кинетическая энергия будет увеличиваться, а потенциальная уменьшаться на такую же величину. А сумма их значений останется неизменной. Потенциальная энергия яблока, висящего на дереве, при падении превращается в его кинетическую энергию.

Эти примеры наглядно подтверждают закон сохранения энергии, который говорит о том, что полная энергия механической системы является величиной постоянной. Величина полной энергии системы не меняется, а потенциальная энергия переходит в кинетическую и наоборот.

На какую величину уменьшится потенциальная энергия, на такую же увеличится кинетическая. Их сумма не изменится.

Для замкнутой системы физических тел справедливо равенство
E_k1 + E_п1 = E_k2 + E_п2,
где E_k1, E_п1 — кинетическая и потенциальная энергии системы до какого-либо взаимодействия, E_k2 , E_п2 — соответствующие энергии после него.

Процесс преобразования кинетической энергии в потенциальную и наоборот можно увидеть, наблюдая за раскачивающимся маятником.

Заключение:

Итак, из моей работы мы поняли, что энергия тела никогда не исчезает и не появляется вновь, она может лишь превращаться из одного вида в другой.

Большой вклад в открытие закона сохранения энергии внесли ученые - Герман Гельмгольц, Джеймс Джоуль, Роберт Юлий Майер, но больше всего меня вдохновил Роберт Майер, который пришел в науку из врачебной деятельности, а также год проработал судовым врачом и сделал открытие в законе сохранения энергии.

Работать над этим рефератом было увлекательно. В написании работы мне помогали родители и принимали активное участие, это был интересный опыт. Мне будет приятно если вы оцените мою работу.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

(ФГБОУ ВПО РГАУ МСХА имени К. А. Тимирязева)

Закон сохранения энергии.
Закон сохранения энергии — результат обобщения многих экспериментальных данных. Идея этого закона принадлежит М. В. Ломоносову (1711—1765), изложившему закон сохранения материи и движения, а количественная формулировка закона сохранения энергии дана немецким врачом Ю. Майером (1814—1878) и немецким естествоиспытателем Г. Гельмгольцем (1821—1894).
Закон сохранения энергии утверждает, что энергия тела никогда не исчезает и не появляется вновь, она может лишь превращаться из одного вида в другой. Этот закон универсален. В различных разделах физики он имеет свою формулировку. Классическая механика рассматривает закон сохранения механической энергии.

Замкнутой, или изолированной, принято считать физическую систему, на которую не действуют внешние силы. В ней не происходит обмена энергией с окружающим пространством, и собственная энергия, которой она обладает, остаётся неизменной, то есть сохраняется. В такой системе действуют только внутренние силы, и тела взаимодействуют друг с другом. В ней могут происходить лишь превращения потенциальной энергии в кинетическую и наоборот.

Формулировка закона сохранения и превращения энергии:

Во всех явлениях, происходящих в природе, энергия не возникает и не исчезает. Она только превращается из одного вида в другой, при этом ее значение сохраняется.

Потенциальная энергия

Потенциальную энергию называют энергией взаимодействия физических тел или их частей между собой. Она определяется их взаимным расположением, то есть, расстоянием между ними, и равна работе, которую нужно совершить, чтобы переместить тело из точки отсчёта в другую точку в поле действия консервативных сил.

Е_п=mɡh,

где m – масса тела

ɡ - ускорение свободного падения

h– высота центра масс тела относительно Земли

ɡ = 9,8 м/с 2

A= - (E_п2 –E_п1) = - ∆E_п ,

где E_п1 – потенциальная энергия тела на высоте h₁ ,

E_{п2 -} потенциальная энергия тела на высоте h₂.

Если же тело поднимают на какую-то высоту, то совершают работу против сил тяжести. В этом случае она имеет положительное значение. А величина потенциальной энергии тела увеличивается.

Потенциальной энергией обладает и упруго деформированное тело (сжатая или растянутая пружина). Её величина зависит от жёсткости пружины и от того, на какую длину её сжали или растянули, и определяется по формуле:

Е_п = k·(∆x) 2 /2,

где k – коэффициент жёсткости,

∆x – удлинение или сжатие тела.

Потенциальная энергии пружины может совершать работу.

Кинетическая энергия

Закон сохранения механической энергии

В ньютоновской механике формулируется частный случай закона сохранения энергии – Закон сохранения механической энергии, звучащий следующим образом:

Полная механическая энергиязамкнутой системы тел, между которыми действуют толькоконсервативные силы, остаётся постоянной. Проще говоря, при отсутствии диссипативных сил (например, сил трения) механическая энергия не возникает из ничего и не может исчезнуть в никуда.

Е _k1 + Е _п1 = Е _k2 + Е _п2
Любое физическое тело, находящееся на какой-то высоте, имеет потенциальную энергию. Но при падении оно эту энергию начинает терять. Куда же она девается? Оказывается, она никуда не исчезает, а превращается в кинетическую энергию этого же тела.

Для замкнутой системы физических тел справедливо равенство
E _k1 + E _п1 = E _k2 + E _п2 ,
где E _k1 , E _п1 — кинетическая и потенциальная энергии системы до какого-либо взаимодействия, E _k2 , E _п2 — соответствующие энергии после него.

Закон сохранения импульса

Закон сохранения импульса вытекает из третьего закона Ньютона.

Нужно помнить, что этот закон действует только в замкнутой, или изолированной, физической системе. А замкнутой называют такую систему, в которой тела взаимодействуют только между собой и не взаимодействуют с внешними телами.

Представим замкнутую систему из двух физических тел. Силы взаимодействия тел друг с другом называют внутренними силами.

Импульс силы для первого тела равен

Согласно третьему закону Ньютона силы, которые действуют на тела при их взаимодействии, равны по величине и противоположны по направлению.

Следовательно, для второго тела импульс силы равен

Путём простых вычислений получаем математическое выражение закона сохранения импульса:

где m₁ и m₂ – массы тел,

v₁'иv₂'–скорости первого и второго тел после взаимодействия.

_p1 ₌ _m1 _· _v1 - импульс первого тела до взаимодействия;

_p2 ₌ _m2 _· _v2 - импульс второго тела до взаимодействия;

p ₁'=m₁ ·v₁'- импульс первого тела после взаимодействия;

p₂'=m₂ ·v₂'- импульс второго тела после взаимодействия;

То есть p₁ +p₂=p₁'+p₂'

В замкнутой системе тела только обмениваются импульсами. А векторная сумма импульсов этих тел до их взаимодействия равна векторной сумме их импульсов после взаимодействия.

Так, в результате выстрела из ружья импульс самого ружья и импульс пули изменятся. Но сумма импульсов ружья и находящейся в нём пули до выстрела останется равной сумме импульсов ружья и летящей пули после выстрела.

Импульс каждого из тел в замкнутой системе может изменяться в результате их взаимодействия друг с другом. Но векторная сумма импульсов тел, входящих в замкнутую систему, не изменяется при взаимодействии этих тел с течением времени,то есть остаётся постоянной величиной. Это и есть закон сохранения импульса.

Более точно закон сохранения импульса формулируется следующим образом: векторная сумма импульсов всех тел замкнутой системы – величина постоянная, если внешние силы, действующие на неё, отсутствуют, или же их векторная сумма равна нулю.

Импульс системы тел может измениться только в результате действия на систему внешних сил. И тогда закон сохранения импульса действовать не будет.
Закон сохранения импульса называют также законом сохранения количества движения.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Полная механическая энергия замкнутой системы тел остается неизменной

Закон сохранения энергии можно представить в виде

Если между телами действуют силы трения, то закон сохранения энергии видоизменяется. Изменение полной механической энергии равно работе сил трения

Рассмотрим свободное падение тела с некоторой высоты h1 . Тело еще не движется (допустим, мы его держим), скорость равна нулю, кинетическая энергия равна нулю. Потенциальная энергия максимальная, так как сейчас тело находится выше всего от земли, чем в состоянии 2 или 3.

В состоянии 2 тело обладает кинетической энергией (так как уже развило скорость), но при этом потенциальная энергия уменьшилась, так как h2 меньше h1. Часть потенциальной энергии перешло в кинетическую.

Состояние 3 - это состояние перед самой остановкой. Тело как бы только-только дотронулось до земли, при этом скорость максимальная. Тело обладает максимальной кинетической энергией. Потенциальная энергия равна нулю (тело находится на земле).

Полные механические энергии равны между собой , если пренебрегать силой сопротивления воздуха. Например, максимальная потенциальная энергия в состоянии 1 равна максимальной кинетической энергии в состоянии 3.

А куда потом исчезает кинетическая энергия? Исчезает бесследно? Опыт показывает, что механическое движение никогда не исчезает бесследно и никогда оно не возникает само собой. Во время торможения тела произошло нагревание поверхностей. В результате действия сил трения кинетическая энергия не исчезла, а превратилась во внутреннюю энергию теплового движения молекул.

При любых физических взаимодействиях энергия не возникает и не исчезает, а только превращается из одной формы в другую.

Главное запомнить

1) Суть закона сохранения энергии

Общая форма закона сохранения и превращения энергии имеет вид

Изучая тепловые процессы, мы будем рассматривать формулу
При исследовании тепловых процессов не рассматривается изменение механической энергии, то есть

В механике процессы теплопередачи не принимают во внимание, то есть . Если рассматривается физическая система замкнутая, то , получим . А если в замкнутой системе действуют только консервативные силы, то и приходим к формулировке: полная механическая энергия замкнутой системы тел, в которой действуют только консервативные силы , сохраняется.

Читайте также: