616. Каким видом механической энергии обладает заведенная пружина механической игрушки?
Потенциальной энергией.

617. Деревянный и железный бруски одинакового объема находятся на одной высоте. Какой брусок обладает большей потенциальной энергией?
Железный, т.к. его масса больше.

618. Могут ли два тела разной массы обладать одинаковой потенциальной энергией? В каком случае это возможно?
Могут, если высота легкого тела будет пропорционально больше высоты тяжелого тела.

619. Могут ли два тела, находящиеся на разной высоте, обладать одинаковой потенциальной энергией? В каком случае это возможно?
Могут, если масса нижнего тела будет пропорционально больше массы тела, которое выше.

620. Сначала книга лежала на столе (пунктир на рис. 78). Затем ее поставили вертикально (рис. 78). Изменится ли потенциальная энергия книги?
Да, изменится, т.к. положение центра тяжести изменилось.

621*. На полу лежат медные чайник и миска одинаковой массы. Их подняли и поставили на стол. Одинаково ли при этом изменилась их потенциальная энергия?
Если центры тяжести этих предметов преодолели одинаковое расстояние, то потенциальная энергия у них изменилась одинаково. Если центр тяжести изначально находились на разной высоте, то изменение энергии будет разным.

622. Какой потенциальной энергией относительно земли обладает человек массой 80 кг на высоте 20 м?

624. На какую высоту нужно поднять кирпич массой 2 кг, чтобы его потенциальная энергия возросла на 19,6 кДж?

625. Дирижабль массой 1 т находится на высоте 50 м. На какую высоту ему надо подняться, чтобы его потенциальная энергия возросла на 245 кДж?

626. Линейка массой 30 г и длиной 20 см лежит на поверхности стола. Ее взяли за один конец и поставили вертикально. Насколько изменилась потенциальная энергия линейки?

627*. Недеформированную пружину, коэффициент жесткости которой равен 40 Н/м, сжали на 5 см. Какой стала потенциальная энергия пружины?

628. Тело, масса которого 5 кг, находится на высоте 12 м нал поверхностью земли. Вычислите его потенциальную энергию:
а) относительно поверхности земли;
б) относительно крыши здания, высота которого 4 м.

629*. Недеформированную пружину динамометром растянули на 10 см, и ее потенциальная энергия стала 0,4 Дж. Каков коэффициент жесткости пружины?

632. Какой станет потенциальная энергия пружины длиной 0,4 м при растяжении на ¼ ее длины? Коэффициент жесткости пружины 300 Н/м.

633. В каком случае два тела разной массы обладают одинаковой кинетической энергией?
Когда квадрат скорости более жесткого тела пропорционально больше квадрата скорости более тяжелого тела.

634. Скорость плывущего по реке бревна и скорость течения воды в реке одинаковы. Что обладает большей кинетической энергией: 1м3 воды или 1 м3 древесины бревна?
Кинетическая энергия воды больше, т.к. его масса больше массы 1м3 древесины.

635. Какой кинетической энергией обладает космический корабль массой 10 т при движении по орбите вокруг Земли со скоростью 3,07 км/с?

636. Автомобиль «Мерседес» массой 1 т едет со скоростью 108 км/ч. Определите его кинетическую энергию.

637. Артиллерийский снаряд массой 10 кг летит в цель со скоростью 800 м/с. Какова его кинетическая энергия?

638. Если скорость тела увеличить в 3 раза, во сколько раз изменится его кинетическая энергия?

639. Во сколько раз изменилась скорость тела, если его кинетическая энергия уменьшилась в 16 раз?

640. Мотоцикл массой 100 кг разогнался из состояния покоя так, что его кинетическая энергия стала 3200 Дж. До какой скорости разогнался мотоцикл?

641. Кинетическая энергия вагона, движущегося с некоторой скоростью, равна 98 000 Дж. Какова будет кинетическая энергия вагона, если его скорость возрастает в три раза?

642. Трамвайный вагон, масса которого 7500 кг, движется со скоростью 1 м/с. Определите кинетическую энергию вагона.

643. Пуля, масса которой 10 г, вылетает из винтовки со скоростью 860 м/с. Какова кинетическая энергия пули? Сравните ее с кинетической энергией вагона в предыдущей задаче.

644*. Шарик, масса которого 100 г, катится по горизонтальной плоскости со скоростью 50 см/с. Может ли он подняться вверх по уклону на высоту 2,5 см? Трение в расчет не принимать.

645*. Пуля, масса которого 10 г, попадает в дерево толщиной 10 см, имея скорость 400 м/с. Пробив дерево, пуля продолжает движение со скоростью 200 м/с. Определите силу сопротивления, которую встречает пуля, пробивая дерево.

Кинетическая энергия_

Кинетическая энергия механической системы ___

Энергия механического движения этой системы.

Связь работы и кинетической энергии ___

Приращение кинетической энергии материальной точки (тела) на элемен­тарном перемещении равно элементарной работе на том же перемещении.

Сила , действуя на покоящееся тело и вызывая его движение, соверша­ет работу, а энергия движущегося тела возрастает на величину затрачен­ной работы. Работа dA силы на пути, который тело прошло за время возрастания скорости от 0 до , идет на увеличение кинетической энер­гии dT тела. Можно записать:

Кинетическая энергия тела массой т, движущегося со скоростью V __________________________________

Определяется работой, которую надо совершить, чтобы сообщить телу данную скорость.

Характерные свойства Т ________________________________________________________________________

Кинетическая энергия всегда положительна; неодинакова в разных инерциальных системах отсчета; является функцией состояния сис­темы.

Работа сил при перемещении из точки 1 в точку 2 _________________________________________________

Теорема о кинетической энергии __

Приращение кинетической энергии материальной точки на некотором перемещении равно алгебраической сумме работ всех сил, действующих на материальную точку на том же перемещении.

1.38 Консервативная и диссипативная силы_____________________________________

Потенциальное поле ____________________________________________________________________________

Поле, в котором работа, совершаемая 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.

Консервативные силы ___________________________________________________________________________

Сила, работа которой 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 тела (точки1 и 2 на рисунке). Пример: сила тяжести.

Диссипативная сила _________________________________________________________________________

Сила, работа которой зависит от траектории перемещения тела из одной точки в другую.

Пример: силы трения и сопротивления.

Работа консервативных сил по замкнутому пути ___________________________________________________

^ = А 1Ь2 + А 2а1 = 0 (работы А 1Ь2 и А 2а1 не зависят от траектории перемещения; они равны и отличаются только знаками).

1.39 3 Потенциальная энергия и консервативные силы_____________________________

Потенциальная энергия _________________________________________________________________________

Механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным распо­ложением и характером сил взаимодействия между ними.

Связь работы консервативных сил и потенциальной энергии _______________________________________

Работа консервативных сил не зависит от траектории и по любому замк­нутому пути равна нулю 1.38. Изменение потенциальной энергии, равное

по величине работе, тоже не будет зависеть от траектории и по любо­му замкнутому пути будет равным нулю. Следовательно, запас потен­циальной энергии, как возможной работы консервативных сил, опре­деляется только начальной и конечной конфигурациями системы.

Работа консервативных сил при элементарном (бесконечно малом) из­менении конфигурации системы равна приращению потенциальной энергии, взятому со знаком «минус», так как работа совершается за счет убыли потенциальной энергии.

Характерные особенности потенциальной энергии __________________________________________________

(С - постоянная интегрирования).

Потенциальная энергия определяется с точностью до некоторой произ­вольной постоянной. Это, однако, не отражается на физических, зако­нах, так как в них входит или разность потенциальных энергий в двух положениях тела, или производная П по координатам. Поэтому потен­циальную энергию тела в каком-то определенном положении счита­ют равной нулю (выбирают нулевой уровень отсчета), а энергию тела в других положениях отсчитывают относительно нулевого уровня.

Связь между консервативной силой и потенциальной энергией ____________________________________

Для консервативных сил

, или в векторном виде F = - grad П.

[

- градиент скаляра П (i , j , k - единичные векторы координатных осей)]

Кинетическая энергия. Потенциальная энергия. Примеры решения задач
Механические колебания и волны. Звук

Данный видеоурок поможет пользователям получить представление о теме «Кинетическая энергия. Потенциальная энергия. Примеры решения задач». Вначале повторим определение энергии. Затем более подробно обсудим два известные ее вида: потенциальную и кинетическую. Рассмотрим уравнения для них и величины их измерения. Приведём несколько примеров решения задач по изученному материалу.

Тема урока посвящена энергии. Итак, что это такое? Энергия - это универсальная количественная мера, характеризующая движение и взаимодействие тел. Энергия в механике может быть двух видов - потенциальная и кинетическая.

Это энергия взаимодействия. Потенциальная энергия тела, поднятого над Землей, определяется массой тела, ускорением свободного падения и расположением тела относительно Земли:

Энергия измеряется в джоулях (Дж). в общем случае зависит от выбранной системы отсчета. Ведь высоту мы можем отсчитывать не только от поверхности Земли, но и от условно выбранной какой-то точки или какого-либо уровня

Полная энергия

Когда мы говорим об энергии, нужно помнить, что тело обладает несколькими видами энергий одновременно. Например, если мы рассмотрим летящий на большой высоте самолет, то можно говорить, что самолет обладает и потенциальной энергией, поскольку находится на некоторой высоте относительно Земли, и кинетической, когда он обладает еще и скоростью.

Рис. 1. Самолет обладает кинетической и потенциальной энергией

Если сложить два вида энергии, то мы получим т.н. полную механическую энергию тела.

Кинетическая энергия - энергия движения тела. Она определяет запас энергии тела, которое обладает скоростью.

Кинетическая энергия тоже зависит от того, в какой системе отсчета происходит движение тел.

Поговорим о потенциальной энергии упруго деформированного тела. Когда мы деформируем тело, т.е. меняем его форму или объем, то этому телу мы сообщаем некоторую энергию. Пример: мы растягиваем пружину или, наоборот, сжимаем, тем самым изменяя расстояние между атомами и молекулами, и создаем запас потенциальной энергии.

Рис. 2. Удлинение пружины под действием грузика

∆х - это изменение длины пружины, изменение длины тела. ∆х = х - х 0

В этом случае мы можем говорить о том, что энергия деформированной пружины будет всегда положительной.

Список литературы

1. А так ли хорошо знакомо вам понятие энергия? // Квант. — 1985. — №4. — С. 35 Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физика: Учеб. для 9 кл. сред. шк. — М.: Просвещение, 1990. — С. 119-141.
2. Физика: Механика. 10 кл.: Учеб. для углубленного изучения физики / М.М. Балашов, А.И. Гомонова, А.Б. Долицкий и др.; Под ред. Г.Я. Мякишева. - М.: Дрофа, 2002. - C. 309-347.