Mehanička energija. Zakon očuvanja mehaničke energije. Primjena zakona
Što je mehanička energija? Zakon o očuvanju mehaničke energije povezuje različite vrste energije, detaljnije ih razmatra. Saznajte i mogućnost njegove praktične primjene.
Značajke fizičkog sustava
Matematička formulacija zakona očuvanja mehaničke energije povezuje kinetički i potencijalne energije.
Bit zakona je u tome što je dopuštena transformacija jednog oblika u drugi oblik, dok je ukupna vrijednost ostala ista. Različiti dijelovi fizike imaju svoje formulacije ovog zakona. Primjerice, u termodinamici se razlikuje prvi princip, u klasičnoj mehanici se koristi zakon očuvanja, au elektrodinamici se proračuni provode na temelju Poynting teorema.
Temeljno značenje
Kako se određuje mehanička energija? Zakon očuvanja mehaničke energije objašnjava se teoremom Netera. Ona objašnjava neovisnost zakona o vremenskom okviru, drugim temeljnim načelima mehanike. Newtonovu teoriju karakterizira uporaba određenog slučaja zakona očuvanja energije.
Kako možete kvalitativno opisati ovaj zakon? Zbroj potencijalnih i kinetičkih oblika u zatvorenom sustavu ostaje nepromijenjen.
Ako na sustav ne utječu druge sile, u ovom slučaju se ne primjećuje njegov nestanak, kao ni njegov izgled. Kako je opravdanje zakona o očuvanju mehaničke energije? Laboratorijska aktivnost mnogih znanstvenika temeljila se na proučavanju prijelaza kinetičke energije u potencijalni oblik. Primjerice, pri analizi stanja matematičkog klatna bilo je moguće potvrditi invarijantnost ukupne vrijednosti dvaju tipova.
Osnove termodinamike
Kako se izračunava mehanička energija? Zakon o očuvanju mehaničke energije može se primijeniti na prvi zakon termodinamike. Razmatranje promjena unutarnja energija sustav u procesu prelaska iz jednog stanja u drugo kroz zbroj količine prenesene topline u sustav i rad vanjskih sila.
Zakon očuvanja momenta i mehaničke energije objašnjava poteškoće u dobivanju motora koji radi kontinuirano.
Proučavanje svojstava tekućina
Za hidrodinamiku idealnih tekućina izvedena je Bernoullijeva jednadžba. Suština je u postojanosti tekućine koja ima jednaku gustoću.
Kako je proučavana mehanička energija? Eksperimentalno je određen zakon očuvanja mehaničke energije. Početkom 19. stoljeća Gay-Lussac je pokušao pronaći vezu između širenja plina i njegovog toplinskog kapaciteta. Uspio je utvrditi invarijantnost temperature u procesu koji se razmatra.
Priča o zakonu
U 19. stoljeću, nakon eksperimenata M. Faradaya, otkrivena je ovisnost između različitih vrsta materije. Te su studije postale temelj za nastanak zakona očuvanja. Što je ukupna mehanička energija? Zakon o očuvanju energije nazvan je rezultat eksperimenata koje je proveo francuski fizičar Sadi Carnot. Pokušao je eksperimentalno odrediti odnos između rada na sustavu i količine oslobođene topline.
Upravo je Carnot uspio uspostaviti odnos topline i rada, tj. Formulirati prvi zakon termodinamike temeljen na zakonu očuvanja. James Prescott Joule proveo je niz klasičnih eksperimenata s ciljem kvantificiranja topline oslobođene tijekom rotacije u elektromagnetskom polju solenoida s metalnom jezgrom.
Uspio je to utvrditi količina topline dodijeljen u pokusima, izravno je proporcionalan vrijednosti struje, uzetog na trgu. U kasnijim eksperimentima, Joule je promijenio zavojnicu u opterećenje koje pada s određene visine. Znanstvenik je uspio uspostaviti vezu između količine oslobođene topline i matematičkog pokazatelja energije opterećenja.
Robert Meyer predložio je zanimljivu hipotezu za univerzalnu primjenu zakona o očuvanju energije. Baveći se proučavanjem funkcioniranja ljudskih sustava, njemački liječnik je odlučio analizirati količinu topline koju tijelo oslobađa kad se hrana prerađuje. Bio je zainteresiran za količinu posla obavljenog u ovom slučaju. Mayer je uspio uspostaviti vezu između topline, rada, potvrđujući mogućnost korištenja zakona o očuvanju energije za procese koji se odvijaju unutar ljudskog tijela.
Hermann Helmholtz dao je prvu karakteristiku potencijalne energije na temelju istraživanja Joulea i Meiera. U svom razmišljanju temeljio se na povezanosti kinetičke (žive) energije sa silama napetosti (potencijalna energija).
zaključak
Zakon koji objašnjava nepromjenjivost ukupnog indeksa više vrsta energije svojstvenih sustavu koji se razmatra i dalje vrijedi i danas. Otkriće zakona doprinijelo je razvoju fizičkih znanosti, postalo je polazište za inovacijske procese koji se razmatraju u znanosti i tehnologiji. Upravo je proučavanje zakona o očuvanju mehaničke energije laboratorijska praksa postalo detaljno obrazloženje jedinstva prirode.
On ukazuje na pravilnost prijelaza jednog oblika u drugi, otkriva dubinu unutarnjih veza između oblika materije. Svaka pojava koja se javlja u živoj i neživoj prirodi može se lako objasniti uz pomoć ovog zakona. Školski kurikulum posebnu pozornost posvećuje izvođenju matematičkog zapisa o odnosu između različitih tipova gibanja, te se razmatraju osnove termodinamičkog sustava. Na jedinstvenom državnom ispitu iz fizike predlažu se problemi koji uključuju korištenje ovog omjera.
Procesi koji se pojavljuju u Sunčevom sustavu povezani s promjenom položaja tijela tijekom određenog vremenskog razdoblja mogu se objasniti u smislu osnovnih fizičkih pravila. Prijelaz iz kinetičkog u potencijalni oblik važan je za proučavanje mehaničko kretanje tel. Znajući da će ukupna brojka biti konstantna, moguće je izvršiti matematičke izračune.