Работа силы тяжести и силы упругости. Потенциальная энергия

1.

Работа силы тяжести и
силы упругости.
Потенциальная энергия.
10 класс

2.

υ υ
A FS ma S m a
2a
2
2
υ υ0
m
2
2
2
mυ mυ 0
Ek Ek 0 Ek
2
2
2
2
0

3.

Теорема о кинетической
энергии:
A Ek Ek 0 Ek
Работа силы =
изменению
кинетической энергии.

4.

Решение задачи на повторение
1. Какова кинетическая энергия метеора, масса
которого равна 50 кг, если он движется со
скоростью 40 км/с?
2. Какую работу совершает электровоз при
увеличении скорости поезда от 36 км/ч до 54 км/ч,
если масса поезда равна 3000т?

5.

Самостоятельная работа по теме «Кинетическая энергия»
Вариант 1
Вариант 2
1. Земля движется вокруг
Солнца со скоростью 30 км/с.
Определите
кинетическую
энергию Земли. Масса Земли
6∙1024 кг.
1. Футбольный мяч обладает
кинетической энергией 20 Дж,
когда летит со скоростью 36
км/ч. Определите массу мяча.
2. Пуля массой 5 г пробила
доску. При этом скорость пули
уменьшилась с 800 м/с до 400
м/с. Какую работу совершила
при этом сила сопротивления
доски?
2. Пуля массой 10 г пробила
доску. При этом скорость пули
уменьшилась с 600 м/с до 200
м/с. Найдите модуль работы
силы сопротивления.

6.

Потенциальная энергия –
это энергия, которой тела обладают в результате
взаимодействия друг с другом, зависящей от
положения тел, от координат.
Определяется взаимным
положением тел
Можно ввести только для сил, работа которых
не зависит от траектории движения и
определяется только начальным и конечным
положениями тела, т.е. для консервативных сил.

7.

Работа консервативных сил на замкнутой траектории
равна нулю.
Работа консервативной силы A1a2 = A1b2.
Работа на замкнутой траектории A = A1a2 + A2b1 = A1a2 – A1b2 = 0
Свойством консервативности обладают сила тяжести и
сила упругости. Для этих сил можно ввести понятие
потенциальной энергии.

8.

Работа силы тяжести
Сила тяжести:
A = Fт∙ Δh∙cos α = –mg∙Δh y
При подъеме тела вверх
сила тяжести совершает
отрицательную работу
При перемещении тела из точки, расположенной на
высоте h1, в точку, расположенную на высоте h2 от начала
координатной оси OY , работа силы тяжести равна:
A = –mg (h2 – h1) = –(mgh2 – mgh1)

9.

Физическую величину, равную произведению массы
тела на ускорение свободного падения и высоту тела над
поверхностью Земли, называют потенциальной энергией
взаимодействия тела и Земли.
Eр = mgh
Работа силы тяжести равна изменению потенциальной
энергии тела, взятому с противоположным знаком.
A = – (Eр2 – Eр1)
Потенциальная энергия Eр зависит от выбора нулевого
уровня.
Физический смысл имеет не сама потенциальная энергия, а ее изменение
ΔEр = Eр2 – Eр1 при перемещении тела из одного положения в другое.
Это изменение не зависит от выбора нулевого уровня.

10.

Работа силы тяжести не зависит от длины и формы
пути, пройденного телом, и определяется
произведением силы тяжести на разность высот в
начальном и конечном положении.

11.

Работа силы упругости
длина недеформированной
пружины
l0 -
Fупр = kх
сила
упругости

12.

Работа силы упругости
Площадь треугольника с катетами длиной х и kx равна
Потенциальная энергия упругодеформированной пружины равна
работе силы упругости при переходе пружины из
деформированного состояния в недеформированное.

13.

Работа силы упругости

14.

Работа силы упругости
Если в начальном состоянии пружина уже была деформирована,
а ее удлинение было равно x1, тогда при переходе в новое состояние с
удлинением x2 сила упругости совершит работу, равную изменению
потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком:
Потенциальная энергия при упругой деформации – это энергия
взаимодействия отдельных частей тела между собой посредством
сил упругости.