Механическая энергия может превращаться из одного вида в другой. Например, при падении воды с плотины потенциальная энергия превращается в кинетическую и даже может совершать работу.

При колебаниях пружинного маятника и тела, подвешенного на нити, также происходят превращения энергии. Подумайте, в каких точках траектории тел их потенциальная энергия максимальна? Минимальна? А кинетическая?

Превращения энергии хорошо наблюдать на устройстве, которое называется маятник Максвелла:

В процессе движения нить накручивается на ось, поднимая диск. Диск, поднятый вверх, обладает некоторой потенциальной энергией. Когда он опускается вниз, его потенциальная энергия превращается в кинетическую и дист разгоняется, а нить распрямляется. В конце падения кинетической энергии диска достаточно, чтобы подняться до прежней высоты, не считая небольшой части энергии, которая расходуется на преодоление трения в частях этой системы. Так повторяется раз за разом, пока вся энергия не израсходуется.

Также превращение энергии происходит при ударе упругих тел, например шара и плиты. Упругая деформация шара и плиты во время удара создаёт силу, которая распрямляет их почти по первоначального размера, поэтому шар отскакивает от плиты и снова поднимается вверх.

Явления природы обычно сопровождаются превращением одного вида энергии в другой.

Также тела могут передавать энергию. Так натянутая тетива лука передаёт свою энергию стреле при выстреле.

Информация о материале

Просмотров: 498

При использовании простых механизмов равенство полезной и затраченной работ возможно только в идеальном случае, который в реальности недостижим. 

Работу по приведению механизма в действие называют затраченной A_з.

Работу, которую совершает механизм, называют полезной A_п.

В реальности в механизмах есть трение, а детали механизма обладают массой, поэтому часть работы тратится

1. на преодоление трения
2. на перемещение частей механизма

Так, при подъёме груза с помощью блока часть работы тратится на подъём самого блока, верёвки и преодоление трения в оси блока.

Таким образом, полезная работа всегда меньше затраченной:

A_п < A_з

Чем больше доля полезной работы, тем эффективнее механизм. Эффективность работы различных механизмов характеризуют коэффициентом полезного действия (КПД).

Коэффициентом полезного действия называют отношение полезной работы, совершённой механизмом, к затраченной работе.

КПД не имеет единиц измерения, так как и в числителе, и в знаменателе стоят величины с одинаковыми единицами измерения. Поэтому КПД измеряется в долях от единицы.

Часто КПД измеряют в процентах:

КПД всегда меньше 100%. Когда создают механизмы, стараются сделать их как можно более эффективными, то есть с наивысшим (наиболее приближенным к 100%) КПД.

Например, КПД 90% означает, что из 100 Дж затраченной работы полезная работа составляет 90 Дж.

Информация о материале

Просмотров: 1140

Если тело или система тел могут совершить работу, то говорят, что они обладают энергией.

Например, работу совершает сжатая пружина при распрямлении, сила тяжести при перемещении мяча, машина при движении.

Стальной шарик, скатываясь с наклонной плоскости, может передвинуть деревянный брусок, тем самым совершив работу. Это значит, что до того, как он эту работу совершил, он обладал энергией.

Энергия — физическая величина. Работа, совершённая телом, равна убыли его механической энергии.

Энергия обозначается Е, измеряется в Джоулях. В механике изучают механическую энергию.

Механическая энергия бывает двух видов:

Кинетическая энергия — это энергия, которой обладает движущееся тело.

Кинетическая энергия зависит от:

• массы тела
• скорости движения

Чем больше масса тела, тем больше его кинетическая энергия. Чем больше скорость движения тела, тем его кинетичкская энергия больше.

При совершении движущимся телом работы его кинетическая энергия уменьшается, а работа равна убыли кинетической энергии.

Потенциальная энергия — это энергия, которой обладают тела из-за взаимодействия с другими телами или взаиможействия частей тела между собой.

Потенциальная энергия, которой обладает тело из-за взаимодействия с Землёй, зависит от:

• массы тела
• высоты от поверхности Земли

Чем больше масса тела и высота, тем большей потенциальной энергией обладает тело.

Потенциальная энергия, которой обладает деформированная пружина, зависит от:

• жёсткости пружины
• величины деформации

Часто тело обладает и потенциальной, и кинетической энергией. 

Сумму кинетической и потенциальной энергий тела называют полной механической энергией.

Информация о материале

Просмотров: 1013

 Попробуем ответить на вопрос:

Можно ли получить выигрыш в работе с помощью простых механизмов?

Рычаг первого рода

Рычаг находится в равновесии под действием двух сил F₁ и F₂. При повороте рычага точка приложения силы F₂ проходит больший путь s₂ > s₁. Опыт показывает, что 

Пути, пройденные точками приложения сил, обратно пропорциональны приложенным силам:

Действуя на рычаг с силой F₂, мы соврешили работу A = F₂s₂. При этом рычаг, действуя на груз, совершил работу A_рыч = F₁s₁.

По свойству пропорции эти работы равны между собой. Делаем вывод:

Рычаг не даёт выигрыша в работе.

Золотое правило механики

Во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в расстоянии.

 Наклонная плоскость

При подъёме груза по наклонной плоскости приходится прикладывать меньшую силу, чем при вертикальном подъёме, но преодолеть придётся большее расстояние: l > h. Наклонная плоскость даёт выигрыш в силе, но не даёт выигрыша в работе.

Ни один простой механизм не даёт выигрыша в работе.

Информация о материале

Просмотров: 1219