Konzervatív erők potenciális energia, valamint azok kapcsolata, példák
A fizikában a konzervatív erők (potenciális erő) - erők, amelyek működése nem függ az alakja útvonal (attól csak a kezdő és végpontjai az erő alkalmazása). Ebből következik, ezt a meghatározást: a konzervatív erők - azok az erők, amelyek a munka minden zárt pálya 0.
Ha a rendszer csak konzervatív erők, a mechanikai energia a rendszer fenntartását.
A konzervatív erők következő azonosságokat tartani:
- egy forgórészt konzervatív erők értéke 0;
- a munkát a konzervatív erők tetszőleges zárt hurok értéke 0;
- konzervatív erő a gradiens néhány skalárfüggvény U, az úgynevezett teljesítmény. Ez a funkció megegyezik a potenciális energia hozott ellentétes előjelű.
Az iskolai tananyag fizika erők vannak osztva konzervatív és nem konzervatív. A konzervatív erők: a gravitációs erő, rugalmas erő. Példák a nem-konzervatív erők súrlódási erő és a húzóerő.
Az elméleti fizika bocsátanak csak négy típusú erők, amelyek mindegyike egy konzervatív
Potenciális energia - skalár fizikai mennyiség, amely jellemzi a képessége egy testet (vagy anyagi pont) a munka elvégzésére való elhelyezkedésének köszönhetően a erőtérben. Egy másik meghatározás a potenciális energia - függvénye koordinátáit, amely kifejezést a Lagrange-a rendszer, és leírja a kölcsönhatás a rendszer komponensek [1]. A „potenciális energia” vezették be a XIX századi skót mérnök és fizikus, William Rankine.
A mértékegység az energia SI Joule.
Potenciális energia nullának néhány testek kialakítása térben, amelynek megválasztása határozza meg a kényelem további számításokban. A kiválasztási folyamata ez a konfiguráció az úgynevezett potenciális energia normalizálása.
Pontos meghatározása a potenciális energia csak akkor adható egy erőtér, amelynek működése attól függ, csak a kezdeti és végső helyzetét a test, de nem azon az úton, a mozgás. Ezek az erők az úgynevezett konzervatív.
Továbbá, a potenciális energia egyik jellemzője a kölcsönhatás a több test vagy szerv és a mezők.
Bármilyen fizikai rendszer hajlamos az állam a legkisebb potenciális energiát.
A potenciális elasztikus energia jellemzi közötti kölcsönhatás egy testrész.
A potenciális energia a Föld gravitációs tere a felszín közelében mintegy kifejezve a következő képlettel:
ahol Ep - test potenciális energia, m - Testtömeg, g - nehézségi gyorsulás, h - a magassági helyzete a tömegközéppontja a önkényesen kiválasztott nulla szinten.
A törvény az energiamegmaradás.
Ha a test egy mozgó m tömegű hatására alkalmazott erő és a sebesség változik, hogy az erők végzett valamilyen munkát A.
A munka az összes alkalmazott erők egyenlő az eredő erő (lásd. Ábra. 1.19.1).
Változása közötti test sebessége, és az elvégzett munka által kifejtett erők a test, van kapcsolat. Ez a kapcsolat a legkönnyebb telepíteni, tekintve test mozgásának egy egyenes mentén alatt állandó erő Ebben az esetben, az erő vektorok elárasztásos sebesség és gyorsulás mentén irányul egy egyenesen, és a test végez egyenes vonalú egyenletesen gyorsuló mozgás. Irányítja a koordináta tengely vonalában mozgás lehet tekinteni F. s. # 965; és hasonlók algebrai értéket (pozitív vagy negatív attól függően, a megfelelő irányba vektor). Ezután a munkaerő felírható A = Fs. A egyenletesen gyorsuló mozgás elmozdulás s fejezi ki a képlet
Ez a megállapítás az úgynevezett tétel kinetikus energia. A tétel kinetikus energia is érvényes az általános esetben, amikor a test mozog az intézkedés alapján a változó erő, melynek iránya nem esik egybe a mozgás irányát.
A mozgási energia - a mozgási energiája. A kinetikus energia a testtömeg m. sebességgel haladó egyenlő a munka, ami kell, hogy az erő, amelyet a test nyugalomban, hogy tudassa vele, hogy sebesség:
Ha a test mozog a sebesség, akkor álljon szükséges munka elvégzésére
A törvény az energiamegmaradás. rendszerben a testek, amelyek között csak konzervatív erők aktus teljes mech energia megmarad, azaz a Nem változik az időben. Ek + Ep = E = const. Az energia átalakul egyik formájából a másikba. Az összes energia tela- összege potenciális és kinetikus energiáját a szervezetben. EK2 + EP2 = EK1 + EP2.