Потенциальная энергия поднятого над Землей тела

Работа силы упругости

Потенциальная энергия упругодеформированного тела

.

Теорема об изменении потенциальной энергии тела – работа консервативных сил, действующих на тело, равна изменению его потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком.

Механическая энергия – скалярная физическая величина, равная сумме кинетической и потенциальной энергий.

Закон сохранения и превращения механической энергии – при любых процессах, происходящих в консервативной системе, ее полная механическая энергия остается неизменной.

Диссипативные силы – силы, работа которых всегда отрицательна. Действие таких сил на механическую систему приводит к уменьшению ее полной механической энергии. К диссипативным силам относятся силы трения скольжения и сопротивления среды.

Мощность – скалярная физическая величина, равная отношению работы к промежутку времени, в течение которого она была произведена.

Единицей мощности в СИ является ватт (Вт).

Связь между мощностью и скоростью.

КПД – характеристика эффективности устройства, равная отношению энергии использованной для выполнения цели, для выполнения которого это устройство создано, к полному количеству энергии, полученному системой в ходе выполнения целевого процесса.

«Золотое правило» механики – выигрывая с помощью простого механизма в силе, мы во столько же раз проигрываем в пути, и наоборот. «Золотое правило» механики является приближенным законом, так как в нем не учитывается работа по преодолению трения и силы тяжести частей используемых приспособлений

Жидкости и газы

Плотность (ρ) – скалярная физическая величина, равная для однородного вещества отношению массы тела к его объему.

Единицей плотности в СИ является килограмм на кубический метр (кг/м3).

Давлением или силой давления называют скалярную физическую величину, равную отношению модуля силы , действующей перпендикулярно участку поверхности и равномерно распределенной вдоль него, к площади S этого участка:

.

Если сила направлена так, что угол между нею и нормалью к поверхности равен α, то давление

.

Если внутри покоящейся жидкости расположить в окрестности некоторой точки А небольшую площадку площадью S, то на нее со стороны жидкости будет действовать сила ; при этом давление не зависит от ориентации площадки. Именно это имеют в виду, когда говорят, что давление в жидкости одинаково по всем направлениям. В пределе, при стремлении Δ S к нулю, говорят о давлении в данной точке жидкости. Давление является характеристикой состояния жидкости в данном месте и не зависит от площади Δ S и ориентации площадки.

Единицей давления в СИ является паскаль (Па).

Давление, создаваемое газами. Давление газа на стенки сосуда вызывается ударами молекул газа. Газ давит по всем направлениям одинаково. При уменьшении объема сосуда давление газа увеличивается, при увеличении объема – уменьшается. Давление газа в закрытом сосуде тем больше чем выше температура.

Атмосферное давление – это давление, оказываемое атмосферой Земли на все находящиеся в ней предметы. Давление 101325 паскалей (соответствует 760 мм ртутного столба во внесистемных единицах) считается нормальным атмосферным давлением. Среднее давление атмосферы у поверхности Земли (на уровне моря) равно примерно 105 килопаскалей. При этом оно может изменяться от места к месту и во времени (циклоны и антициклоны), убывать с увеличением высоты над уровнем моря.

Закон Паскаля для жидкостей и газов – давление, оказываемое на поверхность жидкости, передается ею по всем направлениям без изменения и в каждой точке жидкости не зависит от ориентации площадки, на которую действует.

Из закона Паскаля следует:

1) полное давление в любой точке жидкости складывается из давления р₀ на ее открытой поверхности, и гидростатического давления столба жидкости, находящегося над этой точкой:

;

2) при равновесии жидкости давление на поверхности одного уровня внутри однородной жидкости во всех точках этой поверхности одинаково.

Сила гидростатического давления жидкости на дно сосуда равна весу столба жидкости с основанием, равным площади дна сосуда:

.

Сообщающиеся сосуды – два сосуда соединенные между собой. В сообщающихся сосудах любой формы поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне (при условии что давление воздуха над жидкостью одинаково)

Выталкивающая сила – равнодействующая всех сил давления, действующих со всех сторон на погруженное в жидкость (или газ) тело.

Гидростатическое взвешивание.

Закон Архимеда – на всякое тело, погруженное в покоящуюся жидкость, действует выталкивающая сила, модуль которой равен произведению плотности жидкости, объема вытесненной телом жидкости и ускорения свободного падения. Аналогично закон формулируется для тела, погруженного в покоящийся газ. Выталкивающая (Архимедова) сила является равнодействующей сил давления, действующих со всех сторон на погруженное в жидкость тело.

Условия плавания тел.

1. если сила тяжести больше архимедовой силы, то тело будет опускаться на дно, тонуть.

2. если сила тяжести равна архимедовой силе, то тело будет находиться в равновесии в любом месте жидкости

3. если сила тяжести меньше архимедовой силы, то тело будет подниматься из жидкости всплывать.