Енергія деформованої пружини

Для деформації тіла потрібно щоб сили, прикладені до нього виконукали роботу. Проте, деформоване тіло здатне виконувати роботу за рахунок енергії пружної деформації. Ця енергія дорівнює роботі пружних сил, якщо не відбувається зміна кінетичної енергії тіла. Для цього деформацію необхідно здійснювати повільно і зовнішні сили збільшувати так, аби зовнішні сили весь час зрівноважувалися з пружними силами.

2. Робота та потенціальна енергія. Зв'язок сили з потенціальною енергією МТ. Розрахунок роботи.

Робо́та – сила, яка діє на матеріальну точку і переміщає їїна деяку відстань. [A]=[Дж]

Потенціа́льна ене́ргія — частина механічної енергії, яка визначається взаємними положеннями матеріальних точок і характером сил взаємодії між ними.Позначається літерами або .

Потенціальною енергією матеріальної точки в полі консервативних сил називається функція , яка залежить тільки від положення точки:

Робота консервативних сил при переміщенні матеріальної точки дорівнює зменшенню потенціальної енергії точки.

 

Зв'язок сили з потенціальною енергією матер. точки:

Консервативна сила повязана з потенціальною енергією співвідношенням

. Саме при такому звязку між силою і потенціальною енергією в даній точці поля силове поле буде вважатися потенціальним

Потенціа́льна ене́ргія — частина механічної енергії системи, яка визначається взаємним положенням матеріальних точок і характером сил взаємодії між ними. Разом із кінетичною енергією, яка враховує не тільки положення тіл у просторі, а й рух, потенціальна енергія складає механічну енергію фізичної сиcтеми. Потенціальна енергія матеріальної точки визначається як робота з її переміщення із точки простору, для якої визначається потенціальна енергія,у якусь задану точку, потенціальна енергія якої приймається за нуль. Потенціальна енергія визначається лише для поля консервативних сил.

Робо́та - фізична величина, яка визначає енергетичні затрати при переміщенні фізичного тіла, чи його деформації.

Розрахунок роботи

При малому переміщенні фізичного тіла під дією сили говорять, що над тілом здійснюється робота

,

де - кут між напрямком сили й напрямком переміщення.

Згідно з цією формулою роботу здійснює тільки складова сили, яка паралельна переміщенню. Сила, яка перпендикулярна переміщеню, роботи не здійснює.

У випадку, коли тіло рухається по криволінійному контуру C, для знаходження роботи потрібно проінтегрувати наведений вище вираз вздовж контура:

Якщо сила потенціальна, то робота залежить лише від різниці значень потенціалу в початоковій і кінцевій точках і не залежить від траєкторії, по якій тіло рухалося між цими двома точками.

У термодинаміці при зміні об'єму тіла на величину dV під дією тиску P над тілом виконується робота

.

3. Закон збереження енергії.

Закон збереження енергії: повна енергія системи, на яку діють консервативні сили, не змінюється з часом. Закон збереження енергії справедливий тільки для замкнених систем, тобто за умови відсутності зовнішніх полів чи взаємодій.

Сили взаємодії між тілами, для яких виконується закон збереження механічної енергії називаються консервативними силами.

4. Однорідне силове поле. Рух МТ в однорідному силовому полі.

Однорідним називається таке електричне поле, у всіх точках якого напруженість однакова.

На заряд, поміщений в нього, у всіх точках діють однакові сили. Силові лінії однорідного поля паралельні. Абсолютно однорідного електричного поля не існує.