Видеоурок «Закон сохранения энергии в механике. Решение задач»
В разделе Физика 6 уроков
Содержание:
§ 1  Закон сохранения энергии в механике

Полная механическая энергия замкнутой системы тел, в которой действуют консервативные силы, сохраняется. Консервативными силами являются силы тяжести и силы упругости, их работа зависит от начального и конечного положения тела и не зависит, по какой траектории оно двигалось. Энергия не создается и не уничтожается, а только превращается из одного вида в другой: из кинетической в потенциальную и, наоборот, из потенциальной в кинетическую:

где Е – полная механическая энергия;

потенциальная энергия силы тяжести;

потенциальная энергия упругих сил;

кинетическая энергия движущегося тела.

Механическая энергия в случае действия сил трения не сохраняется, кинетическая энергия уменьшается и при остановке тела полностью превращается во внутреннюю энергию хаотического движения молекул. Закон сохранения механической энергии может нарушаться, но закон сохранения полной энергии никогда не нарушается.

§ 2  Решение задач по теме урока

Решение: Запишем краткую запись. Нарисуем рисунок, отражающий условие задачи. По условию задачи молот падает на наковальню с заготовкой, поэтому сначала рассмотрим систему «молот – Земля». Пренебрегая силами сопротивления, будем считать эту систему замкнутой. Применим к системе «молот – Земля» закон сохранения механической энергии. Падение молота происходит под действием силы тяжести.

Рассмотрим систему «молот – заготовка – наковальня» в момент удара, когда происходит ковка заготовки. Система замкнутая, но неконсервативная, поэтому можно считать, что энергия, затраченная на деформацию заготовки Ед, равна разности значений механических энергий до и после удара. Во время удара изменяется только кинетическая энергия тел, так как незначительным перемещением тел по вертикали во время удара пренебрегаем. Тогда полезная энергия, затраченная на деформацию (ковку):

Ответ:Кинетическая энергия молота в момент перед ударом равна 750 Дж. Кинетическая энергия системы «молот – заготовка – наковальня» после удара – 68,2 Дж. Энергия, затраченная на ковку, составляет 681,8 Дж. Коэффициент полезного действия – 90%.

Рассмотрим замкнутую механическую систему «акробат – Земля» для момента, когда акробат свободно падает с высоты Н до сетки. В этой системе действуют только внутренние консервативные силы тяжести, поэтому для нее можно записать закон сохранения механической энергии.

§ 3  Важно запомнить

Решая задачу с использованием закона сохранения механической энергии, необходимо выбрать систему тел, взаимодействие которых нужно рассмотреть. Определить, является ли эта система замкнутой, а внутренние силы консервативны, если эти условия выполняются, можно применять закон сохранения механической энергии.

Список использованной литературы:
  1. Касьянов В.А. Физика. 10 кл. Базовый уровень: учеб. для общеобразоват. учрежден. – 3-е изд.перераб. / Касьянов В.А. – М.: Дрофа, 2012. – 271 с.: илл.
  2. Мякишев Г.Я. Физика. 10 кл. учеб. для общеобразоват. учрежден. Базовый и профильный уровень: – 3-е изд.перераб. / Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.; под. ред. Николаева В.И., Парфентьевой Н.А. – 19-е изд. М.: Просвещение, 2010. – 366 с.: илл.
  3. Мякишев Г.Я. Физика. 10 кл. учеб. для общеобразоват. учрежден. Базовый и профильный уровень: – 3-е изд.перераб. / Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.; под. ред. Николаева В.И., Парфентьевой Н.А. – 19-е изд. М.: Просвещение, 2010. – 366 с.: илл.
  4. Касаткина И.Л. Репетитор по физике: механика, молекулярная физика, термодинамика / Касаткина И.Л. Изд-е 14-е / Под. ред. Т.В. Шкиль. – Ростов н/Дону: Феникс, 2013. – 852с.: илл.
  5. Кабардин О.Ф., Кабардина С.И., Орлов В.А. Контрольные и проверочные работы по физике. - М.: Дрофа, 2000.- 190 с.
  6. Методическое письмо «О преподавании учебного предмета «Физика» в условиях введения федерального компонента государственного стандарта общего образования».
  7. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D1%83%D0%BD%D0%B4%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B2%D0%B7%D0%B0%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B8%D1%8F (использованы данные таблицы)

Подпишись и будь в курсе новых событий и новостей!