Кинетическая энергия и работа при вращательном движении.

Физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости, называется кинетической энергией тела: E=mV²/2

Теперь рассмотрим связь кинетической энергии с работой. Если постоянная сила действует на тело, то оно будет двигаться в направлении силы. Тогда элементарная работа по перемещению тела из точки 1 в точку 2, будет равна произведению силы F на перемещение dr :dA = F dr,

отсюда , ->

Т.е работа силы, приложенной к телу на пути r, численно равна изменению кинетической энергии этого тела.

Рассмотрим тверд тело,вращ вокруг оси, мысленно разобьем его на маленк объемы с элементар массами, наход на раст r1,r2…rn от оси. Кинетич энергию вращающ. тела найдем как сумму кинетич энергий его элемент объемов.

.

-кинетич энерг вращающегося тела.

Работа при вращательном движении:

Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальное поле сил. Потенциальная энергия и ее связь с силой, действующей на материальную точку.

В физике консервативные силы - силы, работа которых не зависит от формы траектории (зависит только от начальной и конечной точки приложения сил). Отсюда следует следующее определение: консервативные силы — такие силы, работа по любой замкнутой траектории которых равна 0. Потенциальная энергия — механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними. Пусть взаимодействие тел осуществляется посредством силовых полей (например, поля упругих сил, поля гравитационных сил), характеризующихся тем, что работа, совершаемая действующими силами при перемещении тела из одного положения в другое, не зависит от того, по какой траектории это перемещение произошло, а зависит только от начального и конечного положений. Такие поля называются потенциальными, а силы, действующие в них, —консервативными.

Закон сохранения и изменения механической энергии.

Полная механич энергия системы- энергия механического движения и взаимодействия, т.е. равна сумме кине-тич и потенц энергий. Закон сохран мех энерг:в сист тел, между котор действ только консерват силы, полн мех энерг сохр, т.е. не измен со временем. В сист, в которой действ неконсервативн силы, например силы трения, полн мех энерг сист не сохраняется. Следовательно, в этих случаях закон сохр механич энерг не справедлив. Однако, при «изчизновении» механ энерг, возник эквив кол-во энерг др вида.таким образом, энерг не изчез и не появл ниоткуда, она переход из одного вида в др.абс упруг удар- столкновение двух тел, в результ котор в обоих взаимод телах не ост деформа- ций, и вся кинетич энерг, после удара сохран.Но это идеализирован случай.

Инерциальные системы отсчета и принцип относительности Галилея

В основе специальной теории относительности лежат постулаты Эйнштейна, сфор­мулированные им в 1905г

I. Принцип относительности: никакие опыты (механические, электрические, оптичес­кие), проведенные внутри данной инерциальной системы отсчета, не дают возможности обнаружить, покоится ли эта система или движется равномерно и прямолинейно; все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной систе­мы отсчета к другой.

П. Принцип инвариантности скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета.

Первый постулат Эйнштейна, являясь обобщением механического принципа от­носительности Галилея на любые физические процессы, утверждает, таким образом, что физические законы инвариантны по отношению к выбору инерциальной системы отсчета, а уравнения, описывающие эти законы, одинаковы по форме во всех инерциальных системах отсчета. Согласно этому постулату, все инерциальные системы от­счета совершенно равноправны, т. е. явления (механические, электродинамические, оптические и др.) вовсех инерциальных системах отсчета протекают одинаково.

14. Постулаты специальной теории относительности (СТО), следствия из них.

Постулаты СТО.

В основе теории относительности лежат два постулата.

1) Понятие постулата в науке

Постулат в физической теории играет ту же роль, что и аксиома в математике. Это – основное положение, которое не может быть логически доказано. В физике постулат есть результат обобщения опытных фактов.

2) Постулаты СТО.

Принцип относительности Эйнштейна: все процессы природы протекают одинаково во всех ИСО.

Второй постулат: скорость света в вакууме одинакова для всех ИСО. Она не зависит ни от скорости источника, ни от скорости приемника светового сигнала

Следствия СТО.

Относительность одновременности: два пространственно разделенных события, одновременные в одной ИСО, могут не быть одновременными в другой ИСО.

При переходе из одной СО в другую может изменяться последовательность событий во времени, однако последовательность причинно-следственных событий остается неизменной во всех СО: следствие наступает после причины.

Причиной относительности одновременности является конечность скорости распространения сигналов.

Относительность расстояний (релятивистское сокращение размеров тела в движущейся СО): длина движущегося предмета сокращается в направлении движения.

(1)

l – длина покоящегося тела;

l₀ – длина движущегося тела;

υ – скорость его движения в данной СО.

(релятивистскими называются эффекты, наблюдаемые при скоростях движения, близких к скорости света)

Размеры предметов в направлении, перпендикулярном направлению движения, не изменяются

Относительность промежутков времени: ход движущихся часов замедляется.

(2)

τ₀ – интервал времени, измеренный часами, покоящимися в той СО, где оба события произошли в одной и той же точке пространства.

τ – интервал времени между двумя событиями, измеренный движущимися часами.

Если υ<<с, то в формулах (1) и (2) можно пренебречь величиной υ²/с². Тогда l≈l₀ и τ≈ τ₀, т.е. релятивистское сокращение размеров тел и замедление времени в движущейся СО можно не учитывать.

Релятивистский закон сложения скоростей (направленных вдоль одной линии)

(3)

υ₁ – скорость тела в 1-й СО;

υ₂ – скорость тела во 2-й СО;

υ – скорость движения 1-й СО относительно 2-й.

При υ₁, υ<<с получаем υ₂= υ₁+ υ, т.е. закон сложения скоростей в классической механике.

Если υ=с (т.е. речь идет о распространении света), получаем υ₂=с, что соответствует второму постулату СТО.

15. Релятивистская динамика. Релятивистский импульс. Уравнение движения релятивистской динамики.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: