Лекция 3. Работа, мощность, энергия. Законы сохранения энергии и импульса.

Для упрощения изложения;
1. Скорости тел значительно меньше скорости света.
2. Силы, вызванные сопротивлением среды, не учитываются (диссипативные силы, которые всегда отрицательные).
3. Действия, сложения и умножения над скалярами и векторами и между ними , по умолчанию.
4. Единицы силы "F" (обзор системы СИ) – 1Н (ньютон) проявляется при движении массы - тела с ускорением и вычисляется, кг*(м/сек^2)
1Н=1кг(массы)*(м/сек^2), F = кг* м/сек^2 =H
Сила величина векторная, она может быть положительной и отрицательной.
5. Сила всегда совершает работу - "А", она является мерой передачи движения от одного тела к другому.
Работа величина алгебраическая, она может быть положительной и отрицательной
А=Fs – путь пройденный телом под воздействием силы F.
А= Fs =кг*(м/сек^2)*м= кг* м^2/сек^2= Н*м = Дж
Вектор силы может не совпадать с вектором скорости.
А=Fs cos α. Где α- угол между векторами силы-F и направлением пути -s
Работа – величина алгебраическая и может быть положительная (cos α >0) и отрицательная cos α <0
При вращательном движении, при повороте на угол φ, и в случае постоянного момента сил М, работа равна
A=M φ
6. Мощность "N" – Это работа силы, совершаемая в единицу времени (величина скалярная)
N= A/t = F*n (скорость) = Н*м/сек = Fs /t = (кг*м^2/сек^2)/ сек =1Вт = Дж/сек
Как видно, при падении тела мощность его массы увеличивается со скоростью, но мощность при упругом ударе может возрасти на несколько порядков. Это не означает, что не соблюдаются законы сохранения. Это типа рычага, сила возросла за счёт падения скорости.
Как видно, мощность развиваемая массой в основном зависит от времени её реализации, временем взаимодействия масс (удар).
7. Энергия (величина скалярная) различается на кинетическую энергию и потенциальную.
Полной механической энергией системы называется сумма кинетических и потенциальных энергий всех частиц входящих в эту систему.
8. Кинетическая энергия – физическая величина, определяемая работой, которую должны совершить силы при торможении движущегося тела. По сути, эта величина – виртуальная (отражает субъективную реальность).
Ек = (m v^2)/2= (кг*м^2/сек^2)/2= 1 Дж= Вт*сек
Кинетическая энергия является количественной мерой механического движения материальной точки (частицы). Кинетическая энергия тела, есть сумма кинетических энергий частиц его составляющих.
9. Потенциальная энергия является мерой положения материальной точки (частицы) в стационарном, потенциальном поле сил и определяется с точностью до постоянной величины (отражение объективной реальности).
В физике принято считать потенциальную энергию сил притяжения – отрицательной, а потенциальную энергию сил отталкивания - положительной.
Еп = - g*M*m/R = - [(6.67*10^-11м^3 /кг*сек^2)*кг^2] /м = Дж
Сравните сила тяготения F= g*M*m/R^2= [(6.67*10^-11м^3 /кг* сек^2 ) *кг ^2 ] / м^2= Н
Еп = mgh =(кг*м^2)/сек^2= Н*м= Дж
Где, g - гравитационная постоянная.
10. Поле сил - область пространства, где обнаруживается действие сил, изменяющихся по определённому закону. Независимое от времени поле сил называет стационарным.
По условию -2, рассматриваемые поля потенциальные, а силы консервативные; силы тяжести, кулоновские силы. В этих полях, работа сил при перемещении между двумя любыми точками не зависит от формы пути, а зависит лишь от положения этих точек.
11. Закон сохранения МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ: в инерциальной системе отсчёта механическая энергия замкнутой системы, в которой НЕТ диссипативных сил, остаётся постоянной в процессе движения.
12. В общем случае, энергией называется единая количественная мера различных форм движения (не только механических).
13. энергия не создаётся и не уничтожается; она может переходить из одной формы в другую; возможен обмен энергией между различными частями материи.

Закон сохранения импульса — Векторная сумма импульсов двух тел до взаимодействия равна векторной сумме их импульсов после взаимодействия