История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Топ:
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Интересное:
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Дисциплины:
2018-01-07 | 390 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Если все внешние силы, действующие на тело, разделить на консервативные и неконсервативные, то теорему о кинетической энергии тела можно переформулировать в терминах полной механической энергии тела. Учитывая, что , получим для работы результирующей силы
.
Откуда
,
где введена величина , называемая полной механической энергией тела. Полученное соотношение называют теоремой о полной механической энергии тела.
Если тело движется только в поле консервативных сил (неконсервативные силы отсутствуют или их работа равна нулю), то и или . Это закон сохранения полной механической энергии.
Теоремы о кинетической энергии тела и полной энергии тела являются различными формулировками одного и того же энергетического принципа и при решении задач можно пользоваться любой из них. При этом необходимо учитывать, что кинетическую энергию изменяют все силы, действующие на тело, а полную механическую энергию – только неконсервативные силы.
Пример 1. На наклонной плоскости, переходящей в основании в цилиндрическую поверхность радиуса R, вертикальный диаметр которой перпендикулярен основанию плоскости, находится тело (рис.44). С какой минимальной высоты оно должно скатиться, чтобы пройти верхнюю точку траектории и чему будет равна его скорость в этой точке? Трение между поверхностями и телом отсутствует.
Рис.44
Дано: R, g. Найти:
Решение: Работа силы трения и нормальной реакции связи на всем пути движения тела равны нулю: Поэтому возможно применение закона сохранения энергии. Для того чтобы тело прошло верхнюю точку, скатившись с минимальной высоты, необходимо, чтобы реакция поверхности в этой точке равнялась нулю .
Имеем для закона сохранения энергии тела в начальной и верхней точках его траектории и второго закона Ньютона в верхней точке . Откуда приходим к системе двух уравнений: и . Исключая , получим и .
Ответ: , .
Пример 2. Пружина с жесткостью k и длиной , с прикрепленным к ней телом массой m, насажены на невесомый стержень. Второй конец стержня и пружины закреплены в одной точке (рис.45). Какую минимальную скорость надо сообщить телу, чтобы оно сделало полный оборот? Трение между телом и стержнем отсутствует.
Рис.45
Дано: m, k, ,g. Найти:
Решение: Чтобы тело сделало полный оборот при минимальной начальной скорости, необходимо, чтобы в верхней точке траектории реакция пружины была равна нулю . Это означает, что в верхней точке траектории пружина не деформирована и ее длина равна .
Условие равновесия тела в нижней точке . Откуда . Второй закон Ньютона для тела в верхней точке , откуда скорость тела в этой точке .
Тело находится в поле двух консервативных сил: силы тяжести и упругой силы, поэтому его полная потенциальная энергия равна . Если выбрать нуль отсчета потенциальной энергии тела в поле силы тяжести в нижней точке его траектории, то закон сохранения для него в нижней и верхней точках траектории будет иметь вид
.
С учетом выражений для и он примет вид .Откуда
.
При отсутствии деформации пружины , , и .
Ответ: .
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!