Механикалық жұмыс және энергия.Энергияның сақталу заңдары

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Оңтүстік Қазақстан Мемлекеттік фармацевтика академиясы

Медбиофизика және ақпараттық технологиялар кафедрасы

Реферат

Тақырыбы: Механикалық жұмыс және энергия. Энергияның сақталу заңдары.

Орындаған: Гайбуллаев С. И.

Тобы: 102 ФӨТ

Қабылдаған: Махамбетова М. А.

Жоспар

1 Механикалық жұмыс.

2 Энергия.

3 Кинетикалық энергия . Потенциалдық энергия.

4 Энергияның Сақталу Заңы.

Механикалық жұмыс - күштің түсірілген нүктесінің орын ауыстыру бағытына проекциясының осы орын ауыстыру шамасына көбейтіндісіне тең күш әсерінің өлшемі.

Механикалық жұмыс- дененің орын ауыстырған кезде істелетін жұмыс:

А =Fs, мүндағы Ғ - дене қозғалысының бағыты бойынша әрекет ететін күш, s - орын ауыстыру, А - жұмыс.

Жұмыс Джоульмен өлшенеді:

Джоуль (1Дж) = 1 Ньютон * 1 метр = 1Н/м

Біз қоршаған ортада қандай да бір күшпен (тартылыс, серпімділік, тебіліс т. б. ) біріне-бірі әсер етуші денелерді кездестіреміз. Сонда денелер тек күштердің әсерінен орын ауыстырады. Олай болса, күштердің денелердің орын ауыстыруымен байланысты әсеріне сипаттама беру қажет болады. Механикада мұндай сипаттамаға физикалық шама алынады және күштің орын ауыстыру бойымен бағытталған құраушысы неғұрлым көп, әрі күш түскен нүкте алысырақ жылжыса, онда ол шама соғұрлым үлкен болады. Бұл шама физикада жұмыс деп аталады.

{\displaystyle A=Fs\cos \alpha \, \!}

Түзу сызықты қозғалыс кезінде күш тұрақты және орын ауыстыру бойымен бағытталған жағдайда жұмыс күші мен оның түскен нүктесінің орын ауыстыруының көбейтіндісіне пропорционал болады, яғни {\displaystyle A=kF_{s}s}, мұндағы k - пропорционалдық коэффициент, бұдан {\displaystyle F_{s}=Fcos\alpha }және k=1 десек, онда сонымен жұмыс шамасы сан жағынан F күшінің, күш түскен нүктенің s орын ауыстыруының және күш бағыты мен орын ауыстыру арасындағы α бұрышы косинусының көбейтіндісіне тең болады. Жұмыс күш пен орын ауыстыру векторларының скалярлық көбейтіндісіне тең болғандықтан скаляр шама болып табылады.

Егер де күш бағыты мен дененің орын ауыстыруының арасындағы бұрыш сүйір [α <90) болса, онда Fs cosα көбейтіндісі оң болады да, F күші оң жұмыс жасайды, яғни А>0, егер күш бағыты мен дененің орын ауыстыруының арасындағы бұрыш доғал [90< α <180) болса, онда күштің жасаған жұмысы теріс болады, яғни А<0. Бұл кезде күш теріс жұмыс жасамайды, керісінше жұмыс түсірілген күшке қарсы, істелінеді дейді. Егер күш пен орын ауыстырудың арасындағы бұрыш

α =90 болса, онда cos α=0 де жұмыс жасалмайды.

Енді жұмыстың өлшем бірліктерін қарастырайық. Бірліктердің халықаралық жүйесінде жұмыс өлшеміне 1 Джоуль алынады, яғни күш бағыты мен орын ауыстырудың бағыты сәйкес келетін болса, онда 1Дж = 1Н /1м болады.

Жолдың едәуір бөлігіндегі (қозғалыс қисық сызықты) айнымалы күштің жұмысы, жолдың жеткілікті аз бөлігіндегі элементар жұмыстардың қосындысы болып табылатынын түсіндіру керек, мұнда күш пен α бұрышы тұрақты деп алынады.

Онда жолда шексіз аз элементтерге бөлгенде жұмыс интегралмен анықталады.

Энергия (гр. energeіa - әсер, әрекет) - материя қозғалысының әртүрлі формасының жалпы өлшеуіші.

Материя қозғалысының әртүрлі формалары бір-біріне айналып (түрленіп) отырады. 19 ғасырдың орта шенінде осы қозғалыстың барлық формалары бір-біріне белгілі бір сандық мөлшерде ғана айтылатындығы анықталды; осы жағдай “энергия” ұғымын енгізуге, яғни қозғалыстың әртүрлі физикалық формаларын бірыңғай өлшеуішпен өлшеуге мүмкіндік берді. “ Энергия” ұғымы сақталу заңына бағынады (қ. Энергияның сақталу заңы, Термодинамика) . Энергия туралы түсінік мәңгілік қозғалтқыш жасаудың мүмкін еместігін дәлелдеуге байланысты пайда болды. Жұмыстың қоршаған ортадағы немесе жүйедегі белгілі бір өзгерістің (отынның жануы, судың құлауы, т. б. ) нәтижесінде ғана орындалатындығы анықталды; дененің бір күйден басқа бір күйге ауысуы кезіндегі белгілі бір жұмыс істеу қабілеті оның энергиясы деп аталды.

Қозғалыстың әртүрлі формасына сәйкес энергияның да бірнеше түрі бар (мысалы, механикалық энергия, химиялық энергия, электромагниттік энергия, гравитациялық энергия, ядролық энергия, т. б. ) Физиканың даму процесінде энергия ұғымы нақтыланып әрі жалпыланып отырды. Энергия туралы ілімнің дамуындағы маңызды бір кезең үздіксіз ортадағы энергия қозғалысы мен “энергия ағыны” туралы ұғымның енгізілуі болды. Энергия ағыны деп энергия тығыздығы мен берілген ортадағы орын ауыстыру жылдамдығының көбейтіндісіне тең векторды айтады.

Энергия екіге бөлінеді: потенциалдық және кинетикалық энергия. Потенциалдық энергия денелердің немесе дене бөліктерінің өзара алмасуынан пайда болады. Кинетикалық энергия дене қозғалысқа түскенде пайда болады.

Дененің қозғалысымен байланысты энергия кинетикалық энергия деп аталады. Денені үдету үшін орындалатын жұмыс оның кинетикалық энергиясын арттырады, ал үдетілген денемен орындалатын жұмыс оның кинетикалық энергиясының төмендеуіне әкеледі. Дененің кинетикалық энергиясы дененің жылдамдығының квадратына тура пропорционал. Кинетикалық энергия бір денеден екінші денеге беріледі, сонымен қатар ол өзінің формасын өзгертеді. Бір қалыпты қозғалатын дененің кинетикалық энергиясын динамика мен кинематика теңдеулерін қолданып, денені үдету үшін жасалынатын жұмыс ретінде анықтауға болады .

Денелердің кинетикалық энергиясы сол денелердің массалары мен жылдамдықтарына тәуелді өзгереді.

мұндағы m - қозғалыстағы дене массасы, $\vartheta$ - оның жылдамдығы, Е - кинетикалық энергия.

Дененің потенциалдық энергиясы гравитациялық өрісте дене салмағы мен оның орналасқан биіктігінің көбейтіндісіне тең. Потенциалдық энергия белгілі бір деңгейге байланысты беріледі. Дененің энергиясының артуы мөлшері біз көтеретін биіктікпен салыстырғанда үлкен болып келетін, биіктігін анықтай алмайтын денелердің биіктігін ауырлық центрі арқылы анықтаймыз.

Жоғары көтерілген дененің потенциалдық энергиясы сол дененің массасына және көтерілу биіктігіне тәуелді.

мұндағы g - 9. 8 Н/м, m - дене массасы, һ -дененің басқа дене (мысалы: Жер) бетінен биіктігі.

Дененің механикалық энергиясының өзгерісі атқарылған жұмыстың шамасына тең:

Яғни осы потенциалдық және кинетикалық энергияларының қосындысы механикалық энергия деп аталады.

W= E _k + E _p

Энергияның Сақталу Заңы , энергияның сақталу және айналу заңы - табиғаттағы кез келген материялық тұйық жүйеде өтетін барлық процестер кезінде сол жүйе энергиясының сақталатынын тұжырымдайтын жалпы заң. Энергия бұл жағдайда тек бір түрден екінші бір түрге айналады (егер материялық жүйенің қоршаған ортамен әсерлесуін ескермеуге болса, онда ол жүйені тұйық жүйе деп қарастыруға болады) ; егер материялық жүйе сыртқы әсердің нәтижесінде бір (бастапқы) күйдегі екінші (соңғы) бір күйге ауысса, онда оның энергиясының артуы (не кемуі) жүйемен әсерлесетін денелер мен өріс энергиясының кемуіне (не артуына) тең болады. Бұл жағдайда жүйе энергиясының өзгеруіне жүйе күйінің біреуіне (бастапқы не соңғы) ғана тәуелді болады да, оның ауысу жолына (тәсіліне) тәуелді болмайды. Басқаша айтқанда, энергия - жүйе күйінің бір мәнді функциясы. Термодинамикада Энергияның сақтау заңы термодинамиканың бірінші бастамасы деп аталады. [1] Физикалық (не химикалық) құбылыстардың кез келген түрлерінде Энергияның сақтау заңы сол құбылысқа тән формада ғана тұжырымдалады. Өйткені энергия берілген процесті сипаттайтын параметрлерге тәуелді. Энергияның сақталу және айналу заңын 19 ғ-дың 40-жылдары Дж. Джоуль және неміс ғалымдары Р. Майер, Г. Гельмгольц бір-біріне байланыссыз ашты.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.