Работа силы тяжести и силы упругости.

Работа силы тяжести и силы упругости.
10 класс

Вопросы для повторения
Что называется энергией тела?
От чего зависит механическая энергия системы тел?
В каких единицах измеряется энергия?
Сформулируйте теорему о кинетической энергии тела.
Каков физический смысл кинетической энергии тела?
Докажите, что кинетическая энергия – понятие относительное.
Чему равна кинетическая энергия системы тел?
Какова кинетическая энергия метеора, масса которого равна 50 кг, если он движется со скоростью 40 км/с?
Какую работу совершает электровоз при увеличении скорости поезда от 36 км/ч до 54 км/ч, если масса поезда равна 3000т?

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.

Работа силы тяжести
Сила тяжести вблизи Земли:

Вблизи поверхности Земли будем считать сила тяжести
При перемещении тела из точки, расположенной в h2 в точку h1 от начала координатной оси OХ , работа силы тяжести равна площади прямоугольника:

Работа силы тяжести при падении тела вертикально вниз
Сила тяжести:

При падении тела вертикально вниз сила тяжести совершает положительную 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:

Работа силы тяжести при подъеме тела вертикально вверх
Сила тяжести:

При подъеме тела вертикально 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:
А = Fт Δr cos 180°
A = Fт∙  Δr ∙  = mg ∙ Δr
Δr = h₂ - h₁

h1
h2
A = mg(h₁ - h₂) = mgh₁ - mgh₂
Работа силы тяжести при движении тела когда перемещение составляет угол с силой тяжести
А = Fт Δr cos 𝛼 𝛼 = ( 𝑭т, 𝚫𝒓 )
Fт = const
Δr cos 𝛼 = h₁ - h₂
Fт Δr

Работа силы тяжести при перемещении тела по замкнутому контуру
А₁ - работа силы тяжести при перемещении тела из 1 в 2;
А₂ - работа силы тяжести при перемещении тела из 2 в 1;
А₁ = mg (h₂ - h₁)
А₂ = mg (h₁ - h₂)
А₁ + А₂ = mg (h₂ - h₁) + mg (h₁ - h₂) = 0

Вывод: При движении тела по замкнутой траектории работа силы тяжести равна нулю

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.
Потенциальная энергия
нулевой уровень h = 0
Работа силы тяжести равно изменению потенциальной энергии взятой с противоположным знаком

Вывод
Работа силы тяжести не зависит от формы траектории и длины пути, а зависит только от начального и конечного положения тела.
Работа по замкнутой траектории равно нулю
Консервативные силы это силы, работа которых не зависит от формы траектории точки приложения силы и по замкнутой траектории равна нулю.
Работа консервативной силы A1a2 = A1b2.
Работа на замкнутой траектории A = A1a2 + A2b1 = A1a2 – A1b2 = 0
Работа консервативных сил на замкнутой траектории равна нулю.

Работа силы упругости
Площадь треугольника с катетами длиной х и kx равна
 

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: S
S
S

§ 43 прочитать ответить на вопросы, тест
Домашнее задание

Ответь на поставленный вопросы:
Что сегодня я узнал?
Мне было тяжело или нет?
Я понял материал или были затруднения?
Я научился чему-то новому?
Я смог добиться результата?
Рефлексия