Физика. 7 класс. §68 Превращение одного вида энергии механической энергии в другой.

Физика. 7 класс. §68 Превращение одного вида энергии механической энергии в другой.



Потенциальная энергия может перейти в кинетическую и наоборот.
При этом общая энергия не меняется – она лишь переходит из одного вида в другой.
Классический пример: упруго отскакивающий шарик. Кинетическая энергия уменьшается, потенциальная растёт. В нижней точке у шарика максимальная кинетическая и нулевая потенциальная энергия.
Если удар упругий – то шарик отскакивает без потери энергии, просто меняется вектор скорости.
Реальный шарик тратит энергию на деформацию, поэтому каждый раз поднимается всё ниже и ниже.
Пример использования потенциальной энергии – машина для забивания свай: тяжёлая чушка медленно поднимается на высоту, запасая потенциальную энергию. Затем она отпускается и падая с большой высоты приобретает большую кинетическую энергию, с которой и толкает сваю.
Другой пример – гидроэлектростанция: на большой высоте создаётся водохранилище, откуда вода падает,и с большой энергией вращает лопасти. Кинетическая энергия массы воды находящейся на высоте преобразуется в кинетическую.
Программа 7 класса закончена!
А вообще в природе обычно разные виды энергии преобразуются в другие.

11 комментариев к «Физика. 7 класс. §68 Превращение одного вида энергии механической энергии в другой.»

  1. В прошлом видео все основные моменты были названы, осталось немного, чтобы ДОКАЗАТЬ закон сохранения механической энергии при отсутствии силы сопротивления при свободном падении тела с высоты h под действием силы тяжести, а именно тот факт, что полная механическая энергия падающего тела (а это сумма его кинетической и потенциальной энергии) не меняется в процессе падения тела и она равна потенциальной энергии на высоте h и кинетической энергии в последний момент перед ударом о поверхность. Помешало этому, наверное, недостаточное знание кинематики равноускоренного движения. Ну это не предусмотрено программой 7 класса по физике. Но в общем идея такая: Из двух основных уравнений кинематики равноускоренного движения v₂ = v₁ + at (1), s = v₁t + at²/2 (2) исключается время путём подстановки во второе уравнение значения времени t, найденного из первого уравнения, и после преобразований (это просто алгебра и я не буду на этом останавливаться) получается интересная формула s = (v₂² – v₁²)/2a (3). Из неё легко получается формула для средней скорости v cр = ((v₂ + v₁)/2)*t, которую ты использовал. Но нам она не нужна, мы в формулу работы подставим непосредственно формулу (3), заменив при этом a на g (так как при свободном падении a = g), и получим

    A = F*s = (mg)*((v₂² – v₁²)/2g) = m*(v₂² – v₁²)/2 = mv₂²/2 – mv₁²/2. (4) Причем v₁ и v₂ это скорость тела в любых двух точках А и В траектории тела, а не обязательно в начале и конце падения

    А другим способом работу вычисляем так: A = F*s = mg*(h₁ – h₂) = mgh₁ – mgh₂ (5), где h₁ – h₂ = s и h₁, h₂ – это высота тела (его центра тяжести, если уж точно) в точках А и В соответственно. Приравнивая правые части равенств (4) и (5) получим
    mv₂²/2 – mv₁²/2 = mgh₁ – mgh₂. Это равенство составлено из потенциальных и кинетических энергий падающего тела в точках А и В. Если перенести слагаемые так, чтобы энергии в точке В были слева от знака равенства, а энергии в точке А – справа, то получим
    mv₂²/2 + mgh₂ = mv₁²/2 + mgh₁. Или лучше это равенство записать в обратном порядке, то есть mv₁²/2 + mgh₁ = mv₂²/2 + mgh₂. Таким образом, полная механическая энергия тела в точке А равна полной механической энергии тела в точке В.
    То есть мы получили закон сохранения полной механической энергии при падении тела под действием силы тяжести при отсутствии сил сопротивления. Так как в начале падения v₁ = 0, а в конце падения h₂ = 0, то получим mgh₁ = mv₂²/2. Сокращая на m получим gh₁ = v₂² /2. А отсюда следует v₂² = 2gh₁ или v₂ = √2gh₁. То есть, используя закон сохранения полной механической энергии, мы получили формулу для скорости с которой приземляется тело, падающее с нулевой начальной скоростью под действием силы тяжести с высоты h₁. Хотя, конечно, её можно было вывести чисто кинематически, но это дольше и сложнее.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.