Колебания нитяного маятника . На рисунке слева вы видите груз, качающийся на нити. Сначала его оттянули вправо, и он приподнялся на высоту h над своим нижним положением. В этот момент груз имел наибольшую потенциальную энергию под действием силы тяжести.

Когда груз отпустили, он начал двигаться влево, увеличивая скорость. Следовательно, кинетическая энергия груза возрастает. Одновременно груз опускается, и в среднем положении его потенциальная энергия становится наименьшей. Однако в этот момент скорость груза является наибольшей. Поэтому за счёт запаса кинетической энергии, продолжая двигаться влево, груз поднимается всё выше. Это приводит к возрастанию его потенциальной энергии. Одновременно скорость груза уменьшается, что вызывает уменьшение кинетической энергии.

В этом примере энергия одного и того же тела переходит из одного вида в другой: из кинетической энергии в потенциальную и наоборот. Рассмотрим теперь примеры, когда энергия переходит не только из одного вида в другой, но и от одного тела к другому.

Колебания пружинного маятника . Взгляните на рисунок. Сначала груз на пружине оттянули вниз. Пружина растянулась, следовательно, сила упругости возросла. Увеличение этой силы означает увеличение потенциальной энергии пружины.

После отпускания груза пружина сжимается. По мере её сжатия сила упругости пружины уменьшается, значит, уменьшается потенциальная энергия пружины. Однако одновременно возрастает кинетическая энергия груза, так как при разгоне вверх увеличивается его скорость. Одновременно возрастает потенциальная энергия груза под действием силы тяжести, так как груз поднимается выше. Эти превращения энергии из одного вида в другой и переходы от тела к телу происходят периодически.

В только что рассмотренном примере энергия переходила из одного вида в другие: из потенциальной под действием силы упругости в кинетическую, а также в потенциальную под действием силы тяжести, и наоборот. Кроме того, энергия переходила от одного тела к другому: от пружины к грузу, и наоборот.

Торможение тела силой трения . На правом рисунке сверху изображено колесо едущего поезда; снизу – то же колесо, но при торможении поезда: тормозные колодки прижались к колесу. Возникшая сила трения замедляет вращение колёс, а значит, и скорость поезда. Это приводит к уменьшению его кинетической энергии. Колодки и колесо в нижней части рисунка не случайно выделены красным цветом: они настолько сильно нагреваются из-за трения, что при касании рукой можно получить ожог.

В этом примере мы наблюдали превращение механической энергии во внутреннюю энергию: кинетическая энергия всего поезда превращалась во внутреннюю энергию его тормозных колодок, колёс и воздуха, который тоже нагревался (соприкасаясь с горячими колёсами и тормозными колодками).

Итак, все рассмотренные в этом параграфе примеры являются качественными подтверждениями всеобщего закона сохранения энергии, который иногда называют законом сохранения и превращения энергии.

«Закон сохранения энергии» - Герман Гельмгольц. Является автором основополагающих трудов по физиологии слуха и зрения. U. h. x. u0=0. Заложил основы теорий вихревого движения жидкости и аномальной дисперсии. S. Энергия движения. X. mg.

«Сохранение и превращение энергии» - При движении тела вниз происходит обратный процесс. Внутренняя энергия тела увеличивается. Нагревание тел происходит при ударах, разгибании и сгибании, т.Е. При деформации. Нальем в трубку немного эфира и закроем пробкой. Поднимем мяч над столом. Теплопередача осуществляется тремя способами: теплопроводность, конвекция, излучение.

«Закон сохранения энергии тепловых процессов» - Газообразное топливо отличается выделением большого количества энергии на 1 кг горючего топлива. Закон сохранения энергии в тепловых процессах. Урок по методу проекта. Проект№ 4 «Теплопередача и закон сохранения энергии». Проект № 3 «Приготовление пищи». В своей жизни мы постоянно встречаемся с разнообразными двигателями.

«Энергия физика» - Вопрос 4 1 На столе лежат деревянный и свинцовый бруски одинаковой массы. А) 4800 Дж Б) 480 Дж В)48 Дж. Вопрос 2 1 При бросании мяча вертикально вверх …. А) потенциальная энергия увеличивается. А) кинетическая энергия увеличивается Б) кинетическая энергия уменьшается В) кинетическая энергия не меняется.

«Кинетическая энергия» - Скорость A относительно B. 13. 7. Пример вычисления кинетической энергии. При вычислении кинетической энергии системы полезна теорема Кенига. 8. Теорема об изменении кинетической энергии. На точку #2 действуют потенциальные внешние силы. Ui-потенциальная энергия внутренних сил (внутренняя энергия). 11.

«Кинетическая и потенциальная энергия» - Энергия. Энергия – физическая величина, характеризующая способность тел совершать работу. МОУ «Гимназия №1» Менделеевского муниципального района Республики Татарстан. Энергия (как и работа) измеряется в джоулях. Кинетическая и потенциальная энергия. Автор – учитель физики, Анисимова Татьяна Сергеевна.

Всего в теме 17 презентаций

1. Приведите примеры превращения кинетической энергии в потенциальную.

Ответ: взлет самолета.

2. Приведите примеры превращения потенциальной энергии в кинетическую.

Ответ: тело падает с высоты с начальной скоростью равной нулю.

3. Приведите примеры тел, которые одновременно обладают и потенциальной и кинетической энергией.

Ответ: водопад, набирающий высоту самолет.

4. Приведите примеры передачи энергии от одного тела к другому.

5. Мяч массой m =0,5 кг свободно падает на землю с высоты h=10 м. Определите его потенциальную энергию на этой высоте, кинетическую энергию и скорость мяча в момент удара о землю.

6. За счет какой энергии совершают работу гидравлические двигатели? Приведите примеры.

7. Какую энергию используют ветряные двигатели? Приведите примеры.

Ответ: ветряные двигатели используют энергию движущегося воздуха - ветра. Энергию ветра иногда называют энергией «голубого огня».

8. Почему ограничено применение ветряных двигателей?

Ответ: экономически целесообразно использовать ветродвигательные установки там, где ветры дуют часто и сильно. Например, в Поволжье, на Алтае.

9. В чем преимущества водяных и воздушных двигателей?

Итоговые тесты
Вариант 1

1. Тело массой 20 кг держат на высоте 0,5 м над столом. Какая работа совершается при этом за 10 с?

Ответ: 1. 10 Дж

2. Насос откачивает бассейн (25х6х2) м3 за 9,8 мин. его мощность

3. Ракета, летящая со скоростью u, разгоняется до вдвое большей скорости. В результате сгорания топлива полная масса ракеты уменьшается вдвое по сравнению с массой до разгона, а кинетическая энергия

Ответ: 1. увеличивается в 2 раза

4. Сможет ли автомобиль, разогнавшийся до скорости 108 км/ч, при отключенном двигателе въехать на холм высотой 30 м? какова скорость автомобиля на вершине холма?

Ответ: 3. да, 64 км/ч

5. Груз весом 20 Н находится на вытянутой руке. Длина руки 60 см. Расстояние от плеча до локтя 30 см. Момент силы относительно локтя и плеча равен

Ответ: 1. 6 Н·м, 12 Н·м

Итоговые тесты
Вариант 1

1. Пять словарей толщиной по 10 см и массой по 2 кг лежат рядом на столе высотой 1 м. Какая работа потребуется, чтобы уложить их друг на друга в одну стопку?

Ответ: 5. нет правильного ответа

2. Для разгона автомобиля массой 1,5 т до скорости 72 км/ч за 5 с требуется мощность

Ответ: 4. 100 кВт

3. Пружина, накопившая энергию при сжатии ее на 3 см, возвращается к положению равновесия. Затем происходит сжатие н а6 см. Энергия, накопленная пружиной при повторном сжатии, по сравнению с первоначальной

Ответ: 1. вдвое больше

4. Тележка, съезжая с горки без начальной скорости, приобретает у ее подножия скорость 12 м/с. Если тележка начинает движение с горки со скоростью 5 м/с, ее скорость у подножия становится равной

Ответ: 4. 13 м/с

5. Пренебрегая массой рычага, найдите показание стрелочных весов (см. рис.)

Представьте себе ревущий водопад. Грозно шумят мощные потоки воды, искрятся на солнце капли, белеет пена. Красиво, не правда ли?

Превращение одного вида механической энергии в другой

А как вы считаете, обладает ли эта несущаяся вниз стихия энергией? Никто не будет спорить с тем, что да. А вот какой энергией будет обладать вода - кинетической или потенциальной? И вот тут оказывается, что ни первый, ни второй варианты ответа не будут верны. А верным окажется ответ - падающая вниз вода обладает обоими видами энергии. То есть, одно и то же тело может обладать обоими видами энергии. Их сумму называют полной механической энергией тела: E=E_к+E_п. Более того, вода в данном случае не только обладает обоими видами энергии, но их величина меняется по ходу движения воды. Когда наша вода находится в верхней точке водопада и еще не начала падать, то она обладает максимальным значением потенциальной энергии. Кинетическая же энергия в данном случае равна нулю. Когда вода начинает падать вниз, у нее появляется кинетическая энергия движения. По ходу движения вниз потенциальная энергия уменьшается, так как уменьшается высота, а кинетическая, наоборот, возрастает, так как увеличивается скорость падения воды. То есть, происходит превращение одного вида энергии в другой. При этом полная механическая энергия сохраняется. В этом и заключается закон сохранения и превращения энергии.

Закон сохранения полной механической энергии

Закон сохранения полной механической энергии гласит: полная механическая энергия тела, на которое не действуют силы трения и сопротивления, в процессе его движения остается неизменной. Когда же присутствует, например, трение скольжения, тело вынуждено тратить часть энергии на его преодоление, и энергия, естественно будет уменьшаться. Поэтому в реальности, при передаче энергии практически всегда существуют потери, которые приходится учитывать.

Закон сохранения энергии можно представить в виде формулы. Если мы обозначим начальную и конечную энергию тела как E_1 и E_2, то закон сохранения энергии можно выразить так: E_1=E_2. В начальный момент времени тело имело скорость v_1 и высоту h_1:

E_1=(mv_1^2)/2+mgh_1.

В конечный момент времени со скоростью v_2 на высоте h_2 энергия

E_2=(mv_2^2)/2+mgh_2.

В соответствии с законом сохранения энергии:

(mv_1^2)/2+mgh_1=(mv_2^2)/2+mgh_2.

Если мы знаем начальные значения скорости и энергии, то мы можем высчитать конечную скорость на высоте h, или, наоборот, найти высоту, на которой тело будет иметь заданную скорость. При этом масса тела не имеет значения, так как она сократится из уравнения.

Энергия также может передаваться от одного тела к другому. Так, например, при выпуске стрелы из лука потенциальная энергия тетивы, превращается в кинетическую энергию летящей стрелы.

652. Камень бросили вертикально вверх. Происходят ли при этом превращения энергии? Какие именно?
Кинетическая энергия уменьшается, потенциальная увеличивается.

653. Теннисный мячик, ударившись об асфальт, несколько раз подпрыгивает вверх, но при каждом подпрыгивании он поднимается на меньшую высоту. Почему?
Часть энергии тратится на преодоление трения о воздух и выделяется в виде тепла при ударе о землю.

654. За счет какой энергии:
а) работают часы с механическим заводом;
б) вращаются крылья ветряной мельницы;
в) текут реки?
а) потенциальной;
б) кинетической;
в) потенциальной.

655. Какие превращения механической энергии лыжника происходят при его спуске с ледяной горы?
Потенциальная энергия переходит в кинетическую к концу спуска.

656. На гидроэлектростанции получают электроэнергию с помощью воды, вращающей турбины. При этом обычно реку перегораживают плотиной. Для чего это делают?
Чтобы создать перепад высот и потенциальную энергию воды переводить в кинетическую.

657. Как меняется потенциальная и кинетическая энергии искусственного спутника Земли (рис. 82) в разных точках (a, b, c, d) его орбиты. В какой точке траектории его потенциальная энергия относительно Земли максимальная? Минимальная?

В точке d потенциальная энергия максимальна, в точке b-минимальна.

658. Яблоко массой 200 г свободно падает с ветки яблони на высоте 2 м на землю. Какой будет кинетическая энергия яблока перед ударом о землю? Чему будет равна его скорость перед ударом?

659. На какой высоте кинетическая энергия мяча будет равна потенциальной, если он брошен вертикально вверх с начальной скоростью 19,6 м/с?

660. Грузик на невесомой нити длиной 20 см отвели в горизонтальное положение и отпустили (рис. 83). Найдите максимальную скорость грузика.

661. Положите на фанеру монету в 5 копеек и, прижимая ее средним пальцем к фанере, трите с большой скоростью, считая до 50. На каком числе счета вы не сможете продолжать эту работу, так как монета обжигает палец?
Эксперимент.

662. Сколько получится теплоты, если работа 8,54 кДж целиком перейдет в тепло?
Все 8,54 кДж.

663. Сколько механической энергии можно получить, если 20,9 кДж целиком обратятся в механическую работу?
Все 20,9 кДж.

664. На сколько нагрелась бы вода, падая с Днепровской плотины (высота 37,5 м), если бы вся кинетическая энергия этой воды перешла в теплоту?