Transcript Prezentacja - Zasada zachowania energii mechanicznej

Zasada zachowania energii
mechanicznej
A
V0=0
Położenie A
EA = mgh
h1
B
h
V1
Położenie B
EB = mg(h-h1) + ½ mv12
v12 = 2gh1
EB = mgh - mgh1 + ½ m2gh1
EB = mgh
h – h1
Położenie C
EC = ½ mv2
C
v2 = 2gh
V
EC = mgh
EA = EB = EC = mgh
Gdzie spotykamy zasadę
zachowania energii?
• Z zasadą zachowania energii spotykamy się powszechnie zarówno
w technice jak i życiu codziennym. Dzięki zamianie energii
potencjalnej wody w energię kinetyczną, płynie w sieci prąd
elektryczny, energia kinetyczna wiatru porusza wiatraki, napięta
cięciwa łuku nadaje prędkość strzale, a sprężyna w zegarze
zapewnia jego długotrwałe działanie.
Elektrownie wodne zamieniają energię potencjalną wody w energię
elektryczną, Zdjęcie przedstawia jedną z najpiękniejszych zapór
wodnych w Polsce - zaporę Czorsztyn-Niedzica na Dunajcu. Związana
z zaporą elektrownia ma moc 92 MW.
W czasie ruchu wahała matematycznego energia kinetyczna i
potencjalna ciężkości zmieniają się okresowo, ale energia całkowita w
każdym punkcie toru jest jednakowa.
Ubytek energii potencjalnej spadającego ciała jest równy przyrostowi
jego energii kinetycznej.
Jaka musi być co najmniej wysokość, aby ciało nie oderwało się od
pętli w jej najwyższym punkcie?
Jeżeli prędkość ciała w szczytowym punkcie pętli będzie wystarczająco duża,
to siła odśrodkowa będzie co najmniej równa sile ciężkości ciała odrywającego
się od pętli. Z zasady zachowania energii wynika, że energia potencjalna na
szczycie równi jest równa energii w szczytowym punkcie pętli. Po zapisaniu
odpowiednich równań otrzymamy h>(5/2)R. Czyli wysokość zależy od
przyspieszenia grawitacyjnego.
Różne rodzaje energii
•
Energia kinetyczna i potencjalna są dwiema postaciami energii mechanicznej.
Energia kinetyczna może zamieniać się nie tylko w energię potencjalną. W obecności
sił oporu energia mechaniczna ciała zmniejsza się, a jej kosztem następuje przyrost
energii wewnętrznej ciała, czyli energii ruchu i oddziaływań poszczególnych cząsteczek ciała.
•
Połączenie zmiany energii mechanicznej ze zmianami energii wewnętrznej, prowadzi
do ogólniejszej postaci zasady zachowania energii, którą znacie jako pierwszą
zasadę termodynamiki.
•
Znacie także inne rodzaje energii, na przykład: energię elektryczną związaną z
oddziaływaniem ciał naelektryzowanych, którą możemy otrzymywać kosztem energii
mechanicznej . Światło i dźwięk to także inne formy energii przenoszone w postaci fal
elektromagnetycznych i mechanicznych. Dzięki falom energia przenoszona jest z
jednego miejsca w inne. Istnieje też energia jądrowa związana z siłami utrzymującymi
w całości jądro atomowe.
•
Badając przekształcenia różnych rodzajów energii, okazało się, że ilekroć jeden
rodzaj energii zamienia się w inny rodzaj energii, zawsze wartość całkowitej energii
pozostaje stała. Najogólniej zasadę zachowania energii można sformułować tak:
Energia nie może znikać ani powstawać z niczego - może się tylko
przekształcać z jednej postaci w inną.