Mehanska energija. Zakon ohranjanja mehanske energije. Uporaba prava

Kaj je mehanska energija? Zakon o ohranjanju mehanske energije povezuje različne vrste energije in jih podrobneje obravnava. Ugotovite in možnost njegove praktične uporabe.

Značilnosti fizičnega sistema

Matematična formulacija zakona ohranjanja mehanske energije povezuje kinetično in potencialne energije.

Bistvo zakona je, da je dovoljeno preoblikovati eno obliko v drugo obliko, medtem ko skupna vrednost ostaja enaka. Različni deli fizike imajo svoje formulacije tega zakona. Na primer, v termodinamiki se razlikuje prvo načelo, v klasični mehaniki se uporablja zakon ohranjanja, v elektrodinamiki pa se izračuni izvajajo na podlagi Poyntingovega izreka.

Temeljni pomen

Kako je določena mehanska energija? Zakon ohranjanja mehanske energije je razložen z izrekom Neterja. Pojasnjuje neodvisnost zakona glede časovnega okvira, drugih temeljnih načel mehanike. Za Newtonovo teorijo je značilna uporaba določenega primera zakona ohranjanja energije.

Kako lahko kvalitativno opišete ta zakon? Vsota potencialnih in kinetičnih oblik v zaprtem sistemu ostaja nespremenjena.

Če na sistem ne vplivajo druge sile, v tem primeru ne pride do njegovega izginotja in njegovega videza. Kako je bilo upravičeno zakon o ohranjanju mehanske energije? Laboratorijska aktivnost mnogih znanstvenikov je temeljila na preučevanju prehoda kinetične energije v potencialno obliko. Na primer, pri analizi stanja matematičnega nihala je bilo mogoče potrditi invarianco skupne vrednosti dveh vrst.

Osnove termodinamike

Kako se izračuna mehanska energija? Zakon o ohranjanju mehanske energije lahko uporabimo za prvi zakon termodinamike. Upoštevanje sprememb notranje energije sistem v procesu njegovega prehoda iz enega stanja v drugega s seštevkom količine toplote, prenesene v sistem, in dela zunanjih sil.

Zakon o ohranjanju gibalne količine in mehanske energije pojasnjuje težavo pridobivanja motorja, ki teče neprekinjeno.

Študija lastnosti tekočin

Za hidrodinamiko idealnih tekočin je bila izpeljana Bernoullijeva enačba. Njegovo bistvo je v stalnosti tekočine z enakomerno gostoto.

Kako se je preučevala mehanska energija? Zakon o ohranjanju mehanske energije je bil določen eksperimentalno. V začetku 19. stoletja je Gay-Lussac poskušal najti odnos med širjenjem plina in njegovo toplotno zmogljivostjo. Uspelo mu je ugotoviti invarianco temperature v obravnavanem procesu.

Zgodba o zakonu

V 19. stoletju, po poskusih M. Faradaya, je bila odkrita odvisnost med različnimi vrstami snovi. Te študije so postale osnova za nastanek zakona ohranjanja. Kaj je skupna mehanska energija? Zakon ohranjanja energije se imenuje rezultat poskusov, ki jih je izvedel francoski fizik Sadi Carnot. Poskušal je eksperimentalno ugotoviti razmerje med opravljenim delom na sistemu in količino sproščene toplote.

Carnotu je uspelo vzpostaviti razmerje med toploto in delom, to je oblikovati prvi zakon termodinamike, ki temelji na zakonu ohranjanja. James Prescott Joule je izvedel serijo klasičnih eksperimentov, katerih cilj je bil določiti količino toplote, ki se sprošča med rotacijo v elektromagnetnem polju solenoida s kovinskim jedrom.

To mu je uspelo ugotoviti toplote dodeljenih v poskusih, je neposredno sorazmerna z vrednostjo toka, ki je vzeta v kvadrat. V nadaljnjih poskusih je Joule spremenil tuljavo na obremenitev, ki je padla z določene višine. Znanstvenik je uspel vzpostaviti razmerje med količino sproščene toplote in matematičnim indikatorjem energije tovora.

Robert Meyer je predlagal zanimivo hipotezo za univerzalno uporabo zakona ohranjanja energije. Ker se je ukvarjal s proučevanjem delovanja človeških sistemov, se je nemški zdravnik odločil, da bo analiziral količino toplote, ki jo telo sprošča pri predelavi hrane. Zanimalo ga je količino opravljenega dela v tem primeru. Mayer je uspel vzpostaviti povezavo med toploto, delo, potrjuje možnost uporabe zakona ohranjanja energije za procese, ki se pojavljajo v človeškem telesu.

Hermann Helmholtz je prvič predstavil potencialno energijo, ki temelji na raziskavah Joule in Meier. V svojem razmišljanju je temeljil na povezavi kinetične (žive) energije s silami napetosti (potencialna energija).

Zaključek

Zakon, ki pojasnjuje nespremenljivost skupnega indeksa več vrst energije, ki je neločljivo povezan z obravnavanim sistemom, še danes velja. Odkritje zakona je prispevalo k razvoju fizikalnih znanosti, postalo je izhodišče za inovacijske procese, ki se obravnavajo v znanosti in tehnologiji. To je bila študija zakona ohranjanja mehanske energije, laboratorijska praksa pa je postala podrobna utemeljitev za enotnost narave.

Opozarja na pravilnost prehoda ene oblike v drugo, razkriva globino notranjih povezav med oblikami materije. Vsak pojav, ki se pojavi v živi in ​​nežive naravi, je mogoče z lahkoto pojasniti s pomočjo tega zakona. Šolski kurikulum namenja posebno pozornost izpeljavi matematičnega zapisa razmerja med različnimi tipi gibanja in upošteva osnove termodinamičnega sistema. Na enotnem državnem izpitu iz fizike so predlagani problemi, ki vključujejo uporabo tega razmerja.

Procese, ki se pojavljajo v sončnem sistemu in so povezani s spremembo položaja teles v določenem časovnem obdobju, lahko pojasnimo z osnovnimi fizikalnimi pravili. Prehod iz kinetične v potencialno obliko je pomemben pri študiju mehansko gibanje tel. Vedoč, da bo skupna številka konstantna, je mogoče izvesti matematične izračune.