Energia gravitațională
Energia gravitațională- energia potenţială a unui sistem de corpuri (particule), datorită gravitaţiei lor reciproce.
Sistem legat de gravitație- un sistem în care energia gravitațională este mai mare decât suma tuturor celorlalte tipuri de energie (în afară de energia de repaus).
O scară general acceptată este conform căreia pentru orice sistem de corpuri situate la distanțe finite, energia gravitațională este negativă, iar pentru cele aflate la distanțe infinite, adică pentru corpurile care nu interacționează gravitațional, energia gravitațională este zero. Energia totală a sistemului, egal cu suma energia gravitațională și cinetică este constantă. Pentru un sistem izolat, energia gravitațională este energie de legare. Sistemele cu energie totală pozitivă nu pot fi staționare.
În mecanica clasică
Pentru două corpuri punctuale gravitatoare cu mase MŞi m energia gravitațională este egală cu:
, - constantă gravitațională;- distanța dintre centrele de masă ale corpurilor.
Acest rezultat se obține din legea gravitației lui Newton, cu condiția ca pentru corpurile la infinit energia gravitațională să fie egală cu 0. Expresia forței gravitaționale are forma- forța de interacțiune gravitațională
,Pe de altă parte, conform definiției energiei potențiale: Constanta din această expresie poate fi aleasă în mod arbitrar. Ea este de obicei aleasă egal cu zero
, astfel încât pe măsură ce r tinde spre infinit, acesta tinde spre zero.
Același rezultat este valabil și pentru un corp mic situat lângă suprafața unuia mare. În acest caz, R poate fi considerat egal cu , unde este raza unui corp de masă M și h este distanța de la centrul de greutate al unui corp de masă m până la suprafața unui corp de masă M.
,Pe suprafața corpului M avem:
,Dacă dimensiunile corpului sunt mult mai mari decât dimensiunile corpului, atunci formula pentru energia gravitațională poate fi rescrisă în următoarea formă: unde mărimea se numește accelerație cădere liberă . În acest caz, termenul nu depinde de înălțimea corpului deasupra suprafeței și poate fi exclus din expresie prin alegerea constantei adecvate. Astfel, pentru un corp mic situat pe suprafața unui corp mare,
următoarea formulă
În special, această formulă este folosită pentru a calcula energia potențială a corpurilor situate lângă suprafața Pământului.
În teoria generală a relativității, alături de componenta negativă clasică a energiei de legare gravitațională, apare și o componentă pozitivă datorită radiației gravitaționale, adică energia totală a sistemului gravitațional scade în timp datorită unei astfel de radiații.
Vezi de asemenea
Fundația Wikimedia.
2010.
Vedeți ce înseamnă „energie gravitațională” în alte dicționare: Energia potențială a corpurilor datorită interacțiunii lor gravitaționale. Termenul de energie gravitațională este utilizat pe scară largă în astrofizică. Energia gravitațională a oricărui corp masiv (stea, nor de gaz interstelar) constând din... ... Mare
Dicţionar Enciclopedic Energia potențială a corpurilor datorită interacțiunii lor gravitaționale. Energie gravitațională durabilă obiect spațial (stele, nori de gaz interstelar, clustere de stele) în magnitudine absolută este de două ori cinetica medie... ...
Dicţionar Enciclopedic
Dicţionar Enciclopedic energie gravitațională
- gravitacinė energija statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. energie gravitațională vok. Gravitationsenergie, f rus. energie gravitațională, f pranc. energie de gravitation, f; énergie gravifique, f … Fizikos terminų žodynas Energia potențială a corpurilor datorită gravitației lor interacţiune. G. e. spațiu durabil obiect (stele, nori de gaz interstelar, grup de stele) în abs. de două ori dimensiunea medie. cinetică energia particulelor sale constitutive (corpuri; aceasta este ......
Știința naturii. Dicţionar Enciclopedic - (pentru o stare dată a sistemului) diferența dintre energia totală stare legată
sisteme de corpuri sau particule și energia stării în care aceste corpuri sau particule sunt la infinit depărtate unele de altele și sunt în repaus: unde ... ... Wikipedia
Acest termen are alte semnificații, vezi Energie (sensuri). Energie, dimensiune... Wikipedia energie gravitațională - gravitacinė energija statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Gravitacinio lauko energijos ir jo veikiamų kitų objektų energijos kiekių suma. atitikmenys: engl. energie gravitațională vok. Gravitationsenergie, f rus.… …
Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas - (greacă energeia, de la energos activ, puternic). Persistența, găsită în urmărirea unui scop, este capacitatea celui mai mare efort, combinată cu o voință puternică. Dicționar de cuvinte străine incluse în limba rusă. Chudinov A.N.,... ...
- (Instabilitatea blugilor) o creștere în timp a fluctuațiilor spațiale ale vitezei și densității materiei sub influența forțelor gravitaționale (perturbații gravitaționale). Instabilitatea gravitațională duce la formarea de neomogenități (aglomerări) în ... Wikipedia
Energie este o mărime fizică scalară care este o singură măsură diverse forme mișcarea materiei și măsura trecerii mișcării materiei de la o formă la alta.
Pentru a caracteriza diverse forme de mișcare a materiei se introduc tipurile de energie corespunzătoare, de exemplu: mecanică, internă, energie electrostatică, interacțiuni intranucleare etc.
Energia este supusă legii conservării, care este una dintre cele mai importante legi ale naturii.
Energia mecanică E caracterizează mișcarea și interacțiunea corpurilor și este în funcție de viteze și poziție relativă tel. Este egală cu suma energiilor cinetice și potențiale.
Energia cinetică
Să luăm în considerare cazul în care un corp de masă m există o forță constantă \(~\vec F\) (poate fi rezultanta mai multor forțe), iar vectorii forței \(~\vec F\) și deplasarea \(~\vec s\) sunt direcționați de-a lungul unei linie dreaptă într-o direcție. În acest caz, munca efectuată de forță poate fi definită ca O = F∙s. Modulul de forță conform celei de-a doua legi a lui Newton este egal cu F = m∙a, și modulul de deplasare s la accelerat uniform mișcare dreaptă asociat cu modulele elementare υ 1 si finala υ 2 viteze si acceleratii O expresia \(~s = \frac(\upsilon^2_2 - \upsilon^2_1)(2a)\) .
De aici ne apucăm de treabă
\(~A = F \cdot s = m \cdot a \cdot \frac(\upsilon^2_2 - \upsilon^2_1)(2a) = \frac(m \cdot \upsilon^2_2)(2) - \frac (m \cdot \upsilon^2_1)(2)\) . (1)
Se numește o mărime fizică egală cu jumătate din produsul masei unui corp și pătratul vitezei acestuia energia cinetică a corpului.
Energia cinetică este reprezentată de literă E k.
\(~E_k = \frac(m \cdot \upsilon^2)(2)\) . (2)
Atunci egalitatea (1) poate fi scrisă după cum urmează:
\(~A = E_(k2) - E_(k1)\) . (3)
Teorema energiei cinetice
munca forțelor rezultante aplicate corpului este egală cu modificarea energiei cinetice a corpului.
Deoarece modificarea energiei cinetice este egală cu munca forței (3), energia cinetică a corpului este exprimată în aceleași unități ca și munca, adică în jouli.
Dacă viteza iniţială de mişcare a unui corp de masă m este zero și corpul își crește viteza până la valoarea υ , atunci munca efectuată de forță este egală cu valoarea finală a energiei cinetice a corpului:
\(~A = E_(k2) - E_(k1)= \frac(m \cdot \upsilon^2)(2) - 0 = \frac(m \cdot \upsilon^2)(2)\) . (4)
Sensul fizic al energiei cinetice
Energia cinetică a unui corp care se mișcă cu viteza v arată cât de multă muncă trebuie făcută de o forță care acționează asupra unui corp în repaus pentru a-i conferi această viteză.
Energia potențială
Energia potențială este energia interacțiunii dintre corpuri.
Energia potențială a unui corp ridicat deasupra Pământului este energia de interacțiune dintre corp și Pământ prin forțele gravitaționale. Energia potențială a unui corp deformat elastic este energia de interacțiune a părților individuale ale corpului între ele prin forțe elastice.
Potenţial sunt numite rezistenţă, al cărui lucru depinde numai de poziția inițială și finală a unui punct sau corp material în mișcare și nu depinde de forma traiectoriei.
Într-o traiectorie închisă, munca efectuată de forța potențială este întotdeauna zero. Forțele potențiale includ forțele gravitaționale, forțele elastice, forțe electrostatice si altii unii.
Puterile, al căror lucru depinde de forma traiectoriei, se numesc nepotenţial. Când un punct sau un corp material se mișcă de-a lungul unei traiectorii închise, munca efectuată de forța nepotențială nu este egală cu zero.
Energia potențială de interacțiune a unui corp cu Pământul
Să găsim munca făcută de gravitație F t la deplasarea unui corp de masă m vertical în jos de la înălțime h 1 deasupra suprafeței Pământului până la o înălțime h 2 (Fig. 1). Dacă diferența h 1 – h 2 este neglijabilă în comparație cu distanța până la centrul Pământului, apoi cu forța gravitațională F t în timpul mișcării corpului poate fi considerat constant și egal mg.
Deoarece deplasarea coincide în direcție cu vectorul gravitațional, munca efectuată de gravitație este egală cu
\(~A = F \cdot s = m \cdot g \cdot (h_1 - h_2)\) . (5)
Să luăm acum în considerare mișcarea unui corp de-a lungul unui plan înclinat. La deplasarea unui corp pe un plan înclinat (Fig. 2), forța gravitației F t = m∙g functioneaza
\(~A = m \cdot g \cdot s \cdot \cos \alpha = m \cdot g \cdot h\) , (6)
Unde h– înălțimea planului înclinat, s– modul de deplasare egal cu lungimea planului înclinat.
Mișcarea unui corp dintr-un punct ÎN la obiect CU de-a lungul oricărei traiectorii (Fig. 3) poate fi imaginat mental ca fiind constând din mișcări de-a lungul secțiunilor de planuri înclinate cu diferite înălțimi h’, h'' etc. Munca O gravitația tot drumul de la ÎN V CU egală cu suma lucrărilor pe secțiuni individuale ale traseului:
\(~A = m \cdot g \cdot h" + m \cdot g \cdot h"" + \ldots + m \cdot g \cdot h^n = m \cdot g \cdot (h" + h"" + \ldots + h^n) = m \cdot g \cdot (h_1 - h_2)\), (7)
Unde h 1 și h 2 – înălțimile față de suprafața Pământului la care sunt situate, respectiv, punctele ÎNŞi CU.
Egalitatea (7) arată că munca gravitației nu depinde de traiectoria corpului și este întotdeauna egală cu produsul dintre modulul gravitațional și diferența de înălțimi în pozițiile inițiale și finale.
La deplasarea în jos, munca gravitației este pozitivă, la deplasarea în sus este negativă. Lucrul efectuat de gravitație pe o traiectorie închisă este zero.
Egalitatea (7) poate fi reprezentată după cum urmează:
\(~A = - (m \cdot g \cdot h_2 - m \cdot g \cdot h_1)\) . (8)
O mărime fizică egală cu produsul dintre masa unui corp înmulțită cu modulul de accelerație al căderii libere și înălțimea la care corpul este ridicat deasupra suprafeței Pământului se numește energie potenţială interacțiunea dintre corp și Pământ.
Lucru efectuat de gravitație la mișcarea unui corp de masă m dintr-un punct situat la înălțime h 2, până la un punct situat la înălțime h 1 de la suprafața Pământului, de-a lungul oricărei traiectorii, este egală cu modificarea energiei potențiale de interacțiune dintre corp și Pământ, luată cu semnul opus.
\(~A = - (E_(p2) - E_(p1))\) . (9)
Energia potențială este indicată de literă E p.
Valoarea energiei potențiale a unui corp ridicat deasupra Pământului depinde de alegerea nivelului zero, adică de înălțimea la care se presupune că energia potențială este zero. De obicei, se presupune că energia potențială a unui corp de pe suprafața Pământului este zero.
Cu această alegere a nivelului zero, energia potențială E p unui corp situat la o înălțime h deasupra suprafeței Pământului, egal cu produsul masei m a corpului prin accelerația absolută a căderii libere g si distanta h de la suprafața Pământului:
\(~E_p = m \cdot g \cdot h\) . (10)
Semnificația fizică a energiei potențiale de interacțiune a unui corp cu Pământul
energia potențială a unui corp asupra căruia acționează gravitația este egală cu munca efectuată de gravitație la deplasarea corpului la nivelul zero.
Spre deosebire de energia cinetică a mișcării de translație, care poate avea doar valori pozitive, energia potențială a unui corp poate fi atât pozitivă, cât și negativă. Masa corporală m, situat la o înălțime h, Unde h < h 0 (h 0 – înălțime zero), are energie potențială negativă:
\(~E_p = -m \cdot g \cdot h\) .
Energia potențială a interacțiunii gravitaționale
Energia potențială a interacțiunii gravitaționale a unui sistem de două puncte materiale cu mase mŞi M, situat la distanta r unul din celălalt este egal
\(~E_p = G \cdot \frac(M \cdot m)(r)\) . (11)
Unde G este constanta gravitațională și zero al referinței de energie potențială ( E p = 0) acceptat la r = ∞.
Energia potențială a interacțiunii gravitaționale a unui corp cu masa m cu Pământul, unde h- înălțimea corpului deasupra suprafeței Pământului, M e – masa Pământului, R e este raza Pământului, iar zero al citirii energiei potențiale este ales la h = 0.
\(~E_e = G \cdot \frac(M_e \cdot m \cdot h)(R_e \cdot (R_e +h))\) . (12)
În aceeași condiție de alegere a referinței zero, energia potențială a interacțiunii gravitaționale a unui corp cu masa m cu Pământul pentru altitudini joase h (h « R e) egal
\(~E_p = m \cdot g \cdot h\),
unde \(~g = G \cdot \frac(M_e)(R^2_e)\) este modulul de accelerație gravitațională lângă suprafața Pământului.
Energia potențială a unui corp deformat elastic
Să calculăm munca efectuată de forța elastică atunci când deformația (alungirea) arcului se modifică de la o anumită valoare inițială x 1 până la valoarea finală x 2 (Fig. 4, b, c).
Forța elastică se modifică pe măsură ce arcul se deformează. Pentru a afla munca efectuată de forța elastică, puteți lua valoarea medie a modulului forței (deoarece forța elastică depinde liniar de x) și înmulțiți cu modulul deplasării:
\(~A = F_(upr-cp) \cdot (x_1 - x_2)\) , (13)
unde \(~F_(upr-cp) = k \cdot \frac(x_1 - x_2)(2)\) . De aici
\(~A = k \cdot \frac(x_1 - x_2)(2) \cdot (x_1 - x_2) = k \cdot \frac(x^2_1 - x^2_2)(2)\) sau \(~A = -\left(\frac(k \cdot x^2_2)(2) - \frac(k \cdot x^2_1)(2) \right)\) . (14)
Se numește o mărime fizică egală cu jumătate din produsul rigidității unui corp prin pătratul deformării acestuia energie potenţială corp deformat elastic:
\(~E_p = \frac(k \cdot x^2)(2)\) . (15)
Din formulele (14) și (15) rezultă că munca forței elastice este egală cu modificarea energiei potențiale a unui corp deformat elastic, luată cu semnul opus:
\(~A = -(E_(p2) - E_(p1))\) . (16)
Dacă x 2 = 0 și x 1 = X, atunci, după cum se poate vedea din formulele (14) și (15),
\(~E_p = A\) .
Semnificația fizică a energiei potențiale a unui corp deformat
energia potențială a unui corp deformat elastic este egală cu munca efectuată de forța elastică atunci când corpul trece într-o stare în care deformația este zero.
Energia potențială caracterizează corpurile care interacționează, iar energia cinetică caracterizează corpurile în mișcare. Atât energia potențială, cât și cea cinetică se schimbă numai ca urmare a unei astfel de interacțiuni a corpurilor în care forțele care acționează asupra corpurilor lucrează altfel decât zero. Să luăm în considerare problema schimbărilor de energie în timpul interacțiunilor corpurilor care formează un sistem închis.
Sistem inchis- acesta este un sistem care nu este afectat de forțe externe sau acțiunea acestor forțe este compensată. Dacă mai multe corpuri interacționează între ele numai prin forțe gravitaționale și forțe elastice și nicio forță externă nu acționează asupra lor, atunci pentru orice interacțiune a corpurilor, munca forțelor elastice sau forțelor gravitaționale este egală cu modificarea energiei potențiale a corpurilor. , luat cu semnul opus:
\(~A = -(E_(p2) - E_(p1))\) . (17)
Conform teoremei energiei cinetice, munca efectuată de aceleași forțe este egală cu modificarea energiei cinetice:
\(~A = E_(k2) - E_(k1)\) . (18)
Dintr-o comparație a egalităților (17) și (18) este clar că modificarea energiei cinetice a corpurilor într-un sistem închis este egală în valoare absolută cu modificarea energiei potențiale a sistemului de corpuri și opus în semn:
\(~E_(k2) - E_(k1) = -(E_(p2) - E_(p1))\) sau \(~E_(k1) + E_(p1) = E_(k2) + E_(p2) \) . (19)
Legea conservării energiei în procesele mecanice:
suma energiei cinetice și potențiale a corpurilor care alcătuiesc un sistem închis și interacționează între ele prin forțe gravitaționale și elastice rămâne constantă.
Se numește suma energiei cinetice și potențiale a corpurilor energie mecanică totală.
Să facem un experiment simplu. Să aruncăm o minge de oțel în sus. Prin informare viteza initialaυ porniți, îi vom da energie cinetică, motiv pentru care va începe să se ridice în sus. Acțiunea gravitației duce la o scădere a vitezei mingii și, prin urmare, a energiei sale cinetice. Dar mingea se ridică din ce în ce mai sus și capătă din ce în ce mai multă energie potențială ( E p = m∙g∙h). Astfel, energia cinetică nu dispare fără urmă, ci este transformată în energie potențială.
În momentul atingerii punctului de vârf al traiectoriei ( υ = 0) mingea este complet lipsită de energie cinetică ( E k = 0), dar în același timp energia sa potențială devine maximă. Apoi mingea își schimbă direcția și se mișcă în jos cu viteza crescândă. Acum energia potențială este convertită înapoi în energie cinetică.
Legea conservării energiei relevă sens fizic concepte lucru:
munca forțelor gravitaționale și elastice, pe de o parte, este egală cu o creștere a energiei cinetice și, pe de altă parte, cu o scădere a energiei potențiale a corpurilor. Prin urmare, munca este egală cu energia convertită de la un tip la altul.
Legea schimbării energiei mecanice
Dacă un sistem de corpuri care interacționează nu este închis, atunci energia sa mecanică nu este conservată. Schimba energie mecanică a unui astfel de sistem este egal cu munca forțelor externe:
\(~A_(vn) = \Delta E = E - E_0\) . (20)
Unde EŞi E 0 – energiile mecanice totale ale sistemului în starea finală, respectiv inițială.
Un exemplu de astfel de sistem este un sistem în care, împreună cu forțele potențiale, acționează forțe nepotențiale. Forțele nepotențiale includ forțele de frecare. În cele mai multe cazuri, atunci când unghiul dintre forța de frecare F r corpul este π radiani, munca efectuată de forța de frecare este negativă și egală cu
\(~A_(tr) = -F_(tr) \cdot s_(12)\) ,
Unde s 12 – calea corpului între punctele 1 și 2.
Forțele de frecare în timpul mișcării unui sistem reduc energia cinetică a acestuia. Ca urmare a acestui fapt, energia mecanică a unui sistem închis neconservativ scade întotdeauna, transformându-se în energia formelor de mișcare nemecanice.
De exemplu, o mașină care se deplasează de-a lungul unei secțiuni orizontale a drumului, după ce a oprit motorul, parcurge o anumită distanță și se oprește sub influența forțelor de frecare. Energia cinetică a mișcării înainte a mașinii a devenit zero, dar energia potențială nu a crescut. Când mașina frâna, plăcuțele de frână, anvelopele și asfaltul s-au încălzit. În consecință, ca urmare a acțiunii forțelor de frecare, energia cinetică a mașinii nu a dispărut, ci s-a transformat în energie internă. mișcarea termică molecule.
Legea conservării și transformării energiei
pentru orice interacțiuni fizice energia se schimbă de la o formă la alta.
Uneori unghiul dintre forța de frecare F tr și deplasarea elementară Δ r este egal cu zero și munca forței de frecare este pozitivă:
\(~A_(tr) = F_(tr) \cdot s_(12)\) ,
Exemplul 1. Lasă forța externă F actioneaza asupra blocului ÎN, care poate aluneca pe cărucior D(Fig. 5). Dacă căruciorul se mișcă spre dreapta, atunci munca efectuată de forța de frecare de alunecare F tr2 care acționează asupra căruciorului din lateralul blocului este pozitiv:
Exemplul 2. Când o roată se rostogolește, forța sa de frecare de rulare este direcționată de-a lungul mișcării, deoarece punctul de contact al roții cu suprafața orizontală se mișcă în direcția opusă direcției de mișcare a roții, iar munca forței de frecare este pozitivă. (Fig. 6):
Literatură
- Kabardin O.F. Fizica: Referință. materiale: manual. manual pentru elevi. – M.: Educație, 1991. – 367 p.
- Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizica: manual. pentru clasa a IX-a. medie şcoală – M.: Prosveshchenie, 1992. – 191 p.
- Manual de fizică elementară: Proc. indemnizatie. În 3 volume / Ed. G.S. Landsberg: vol. 1. Mecanica. Căldură. Fizica moleculară. – M.: Fizmatlit, 2004. – 608 p.
- Yavorsky B.M., Seleznev Yu.A. Un ghid de referință pentru fizică pentru cei care intră în universități și autoeducație. – M.: Nauka, 1983. – 383 p.
Viteză
Accelerare
Chemat accelerație tangențială dimensiune
Sunt numite accelerație tangențială, care caracterizează schimbarea vitezei de-a lungul direcţie
Apoi 
V. Heisenberg,
Dinamica
Rezistenţă
Sisteme de referință inerțiale
Sistem de referință
Inerţie
Inerţie
legile lui Newton
legea lui Newton.
sisteme inerțiale
legea lui Newton.
a 3-a lege a lui Newton:
4) Sistem de puncte materiale. Forțe interne și externe. Momentul unui punct material și impulsul unui sistem de puncte materiale. Legea conservării impulsului. Condiții de aplicabilitate a legii conservării impulsului.
Sistem de puncte materiale
Forțe externe:
Sistemul este numit sistem închis, dacă pe corpurile sistemului nu acţionează forţe externe.
Momentul unui punct material
Legea conservării impulsului: 
Dacă 
si in acelasi timp 
prin urmare
Transformări galileene, principiu relativ la Galileo
centru de masă 
.
Unde este masa lui i – acea particulă
Viteza centrului de masă
6)
Lucrări mecanice
)
potenţial .
nepotenţial.
Primul include 
Complex: numit energie cinetică.
Apoi 
Unde sunt forțele externe
Kin. energia unui sistem de corpuri
Energia potențială
Ecuația momentului
Derivată în timp a momentului unghiular al unui punct material în raport cu o axă fixă este egală cu momentul forței care acționează asupra punctului relativ la aceeași axă.
Totalul tuturor forțelor interne relativ la orice punct este egal cu zero. De aceea
Eficiența termică (eficiența) ciclului motorului termic.
O măsură a eficienței conversiei căldurii furnizate fluidului de lucru în lucrul unui motor termic corpuri externe este eficienţă motor termic
CRD termodinamic:
Motor termic: la transformarea energiei termice în lucru mecanic. Elementul principal al unui motor termic este munca corpurilor.
 |
|||
 |
|||
Ciclul energetic
Aparat frigorific.
26) Ciclul Carnot, eficiența ciclului Carnot. Al doilea a început termodinamica. Este diferit
formularea.
Ciclul Carnot: Acest ciclu constă din două procese izoterme și două adiabate.
1-2: Proces izotermic de expansiune a gazului la temperatura încălzitorului T 1 și se furnizează căldură.
2-3: Proces adiabatic de expansiune a gazului în timpul căruia temperatura scade de la T 1 la T 2.
3-4: Proces izotermic de comprimare a gazului în timpul căruia căldura este îndepărtată și temperatura este T2
4-1: Procesul adiabatic de comprimare a gazului în care temperatura gazului se dezvoltă de la frigider la încălzitor.
Afectează ciclul Carnot, eficiența globală a producătorului există
În sens teoretic, acest ciclu va maxim printre poate Eficienţă pentru toate ciclurile de funcționare între temperaturile T 1 și T 2.
teorema lui Carnot: Coeficientul de putere util al ciclului termic Carnot nu depinde de tipul de muncitor și de designul mașinii în sine. Dar ele vor fi determinate doar de temperaturile T n și T x
Al doilea a început termodinamica
A doua lege a termodinamicii determină direcția de curgere a motoarelor termice. Este imposibil să construiți un ciclu termodinamic care funcționează într-un motor termic fără un frigider. În timpul acestui ciclu, energia sistemului va vedea...
În acest caz, eficiența
Diversele sale formulări.
1) Prima formulare: „Thomson”
Un proces este imposibil, al cărui singur rezultat este efectuarea muncii datorită răcirii unui singur corp.
2) A doua formulare: „Clauză”
Un proces este imposibil, al cărui singur rezultat este transferul de căldură de la un corp rece la unul fierbinte.
27) Entropia este o funcție a stării unui sistem termodinamic. Calculul modificărilor de entropie în procese gaz ideal . Inegalitatea Clausius. Principala proprietate a entropiei (formularea celei de-a doua legi a termodinamicii prin entropie). Sensul statistic al celui de-al doilea principiu.
Inegalitatea Clausius
Condiția inițială a celei de-a doua legi a termodinamicii, Clausius, a fost obținută prin relație
Semnul egal corespunde unui ciclu reversibil și unui proces.
Cel mai probabil
Viteza moleculelor, corespunzătoare valorii maxime a funcției de distribuție, se numește probabilitatea cea mai sigură.
postulatele lui Einstein
1) Principiul relativității lui Einstein: toate legile fizice sunt aceleași în toate cadrele de referință inerțiale și, prin urmare, ele trebuie formulate într-o formă care este invariabilă sub transformările de coordonate care reflectă tranziția de la un ISO la altul.
2) 
Principiul constanței vitezei luminii: există o viteză limită de propagare prin interacțiune, a cărei valoare este aceeași în toate ISO și este egală cu viteza unde electromagneticeîn vid şi nu depinde de direcţia de propagare a acestuia sau de mişcarea sursei şi receptorului.
Consecințele transformărilor Lorentz
Reducerea lorentziană a lungimii
Să considerăm o tijă situată de-a lungul axei OX’ a sistemului (X’,Y’,Z’) și nemișcată față de aceasta sisteme de coordonate. Lungimea propriei lansete se numește mărime, adică lungimea măsurată în sistemul de referință (X,Y,Z) va fi
În consecință, observatorul din sistem (X,Y,Z) constată că lungimea tijei în mișcare este de câteva ori mai mică decât lungimea proprie.
34) Dinamica relativistă. A doua lege a lui Newton aplicată la mare
viteze Energie relativistă. Relația dintre masă și energie.
Dinamica relativiste
Relația dintre impulsul unei particule și viteza acesteia este acum specificată
Energie relativistă
O particulă în repaus are energie
Această cantitate se numește energia de repaus a particulei. Energia cinetică este în mod evident egală cu
Relația dintre masă și energie
Energie totală
Din moment ce
Viteză
Accelerare
De-a lungul unei traiectorii tangente într-un punct dat Þ a t = eRsin90 o = eR
Chemat accelerație tangențială, care caracterizează schimbarea vitezei de-a lungul dimensiune
De-a lungul unei traiectorii normale la un punct dat
Sunt numite accelerație tangențială, care caracterizează schimbarea vitezei de-a lungul direcţie
Apoi
Limitele de aplicabilitate ale metodei clasice de descriere a mișcării unui punct:
Toate cele de mai sus se aplică metodei clasice de descriere a mișcării unui punct. În cazul unei considerații non-clasice a mișcării microparticulelor, conceptul de traiectorie a mișcării lor nu există, dar putem vorbi despre probabilitatea de a găsi o particule într-o anumită regiune a spațiului. Pentru o microparticulă, este imposibil să se indice simultan valorile exacte ale coordonatei și ale vitezei. În mecanica cuantică există relație de incertitudine
V. Heisenberg, unde h=1,05∙10 -34 J∙s (constanta lui Planck), care determină erorile în măsurarea simultană a poziției și impulsului
3) Dinamica unui punct material. Greutate. Rezistenţă. Sisteme de referință inerțiale. legile lui Newton.
Dinamica- aceasta este o ramură a fizicii care studiază mișcarea corpurilor în legătură cu motivele care returnează natura mișcării uneia sau alteia forțe
Masa este o mărime fizică care corespunde capacității corpurilor fizice de a-și menține mișcarea înainte (inerția) și, de asemenea, caracterizează cantitatea de materie.
Rezistenţă– o măsură a interacțiunii dintre corpuri.
Sisteme de referință inerțiale: Există cadre de referință relative în care un corp este în repaus (se mișcă drept ca o linie) până când alte corpuri acționează asupra lui.
Sistem de referință– inerțială: orice altă mișcare relativă la heliocentrism uniform și direct este de asemenea inerțială.
Inerţie- acesta este un fenomen asociat cu capacitatea corpurilor de a-și menține viteza.
Inerţie– capacitatea unui corp material de a-și reduce viteza. Cu cât un corp este mai inert, cu atât este „mai greu” să-l schimbi v. O măsură cantitativă a inerției este masa corporală, ca măsură a inerției unui corp.
legile lui Newton
legea lui Newton.
Există astfel de sisteme de referință numite sisteme inerțiale, în care punctul material se află în stare de repaus sau mișcare liniară uniformă până când influența altor corpuri îl scoate din această stare.
legea lui Newton.
Forța care acționează asupra unui corp este egală cu produsul dintre masa corpului și accelerația dată de această forță.
a 3-a lege a lui Newton: forțele cu care două puncte verticale acționează unul asupra celuilalt în ISO sunt întotdeauna egale ca mărime și direcționate în direcții opuse de-a lungul liniei drepte care leagă aceste puncte.
1) Dacă corpul A este acționat de o forță din corpul B, atunci corpul B este acționat de forța A. Aceste forțe F 12 și F 21 au aceleași natura fizica
2) Forța interacționează între corpuri, nu depinde de viteza de mișcare a corpurilor
Sistem de puncte materiale: Acesta este un astfel de sistem conținut de puncte care sunt conectate rigid între ele.
Forțe interne: Forțele de interacțiune dintre punctele sistemului se numesc forțe interne
Forțe externe: Forțele interacționează în puncte din sistem din corpuri care nu sunt incluse în sistem se numesc forțe externe.
Sistemul este numit sistem închis, dacă pe corpurile sistemului nu acţionează forţe externe.
Momentul unui punct material numit produsul dintre masa și viteza unui punct Momentul sistemului de puncte materiale: Momentul unui sistem de puncte materiale este egal cu produsul dintre masa sistemului și viteza de mișcare a centrului de masă.
Legea conservării impulsului: Pentru un sistem închis de corpuri care interacționează, impulsul total al sistemului rămâne neschimbat, indiferent de corpurile care interacționează.
Condiții de aplicabilitate a legii conservării impulsului:Legea conservării impulsului poate fi utilizată în condiții închise, chiar dacă sistemul nu este închis.
Dacă si in acelasi timp prin urmare
Legea conservării impulsului funcționează și în micromăsuri când mecanica clasică nu funcționează, impulsul este conservat.
Transformări galileene, principiu relativ la Galileo
Să avem 2 sisteme de referință inerțiale, dintre care unul se mișcă față de al doilea, cu o viteză constantă v o . Apoi, în conformitate cu transformarea galileană, accelerația corpului în ambele sisteme de referință va fi aceeași.
1) Mișcarea uniformă și liniară a sistemului nu afectează cursul proceselor mecanice care au loc în ele.
2) Să punem toate sistemele inerțiale ca proprietăți echivalente între ele.
3) Niciun experiment mecanic în interiorul sistemului nu poate determina dacă sistemul este în repaus sau se mișcă uniform sau liniar.
relativitatea mișcare mecanicăși se numește asemănarea legilor mecanicii în diferite cadre de referință inerțiale Principiul relativității lui Galileo
5) Sistem de puncte materiale. Centrul de masă al unui sistem de puncte materiale. Teorema privind mișcarea centrului de masă al unui sistem de puncte materiale.
Orice corp poate fi reprezentat ca o colecție de puncte materiale.
Să existe un sistem de puncte materiale cu mase m 1, m 2,…, m i, ale căror poziții față de sistemul de referință inerțial sunt caracterizate prin vectori, apoi prin definiție poziția centru de masă sistemul de puncte materiale este determinat de expresia: .
Unde este masa lui i – acea particulă
– caracterizează poziția acestei particule în raport cu un sistem de coordonate dat,
– caracterizează poziția centrului de masă al sistemului față de același sistem de coordonate.
Viteza centrului de masă
Momentul unui sistem de puncte materiale este egal cu produsul dintre masa sistemului și viteza de mișcare a centrului de masă.
Dacă este un sistem, spunem că sistemul ca centru este în repaus.
1) Centrul de masă al sistemului de mișcare este ca și cum întreaga masă a sistemului ar fi concentrată la centrul de masă, iar toate forțele care acționează asupra corpurilor sistemului ar fi aplicate centrului de masă.
2) Accelerația centrului de masă nu depinde de punctele de aplicare a forțelor care acționează asupra corpului sistemului.
3) Dacă (accelerație = 0) atunci impulsul sistemului nu se modifică.
6) Lucru în mecanică. Conceptul de câmp de forțe. Forțe potențiale și nepotențiale. Criteriul pentru potențialul forțelor de câmp.
Lucrări mecanice: Lucrul efectuat de forța F asupra unui element se numește deplasare produs punctual
Munca este o mărime algebrică ( )
Conceptul de câmp de forțe: Dacă în fiecare punct material din spațiu o anumită forță acționează asupra unui corp, atunci se spune că corpul se află într-un câmp de forțe.
Forțe potențiale și nepotențiale, criteriu pentru potențialul forțelor de câmp:
Din punctul de vedere al persoanei care a efectuat lucrarea, acesta va marca corpuri potențiale și nepotențiale. Puncte forte pentru toată lumea:
1) Munca nu depinde de forma traiectoriei, ci depinde doar de poziția inițială și finală a corpului.
2) Lucrul care este egal cu zero pe traiectorii închise se numește potențial.
Forțele potrivite acestor condiții se numesc potenţial .
Se numesc forțe care nu sunt convenabile pentru aceste condiții nepotenţial.
Primul include și numai datorită forței de frecare este nepotențial.
7) Energia cinetică a unui punct material, un sistem de puncte materiale. Teorema privind modificarea energiei cinetice.
Complex: numit energie cinetică.
Apoi Unde sunt forțele externe
Teorema privind schimbarea energiei cinetice: schimbare de rudă. energia unui punct m este egală cu suma algebrică a muncii tuturor forțelor aplicate acestuia.
Dacă mai multe forțe externe acționează asupra unui corp în același timp, atunci schimbarea energiei crenetice este egală cu „lucrarea alebrică” a tuturor forțelor care acționează asupra corpului: această formulă este teorema cineticii cinetice.
Kin. energia unui sistem de corpuri numit cantitatea de rude. energiile tuturor corpurilor incluse în acest sistem.
8) Energie potențială. Modificarea energiei potențiale. Energia potențială de interacțiune gravitațională și deformare elastică.
Energia potențială– mărime fizică, a cărei modificare este egală cu munca forței potențiale a sistemului luată cu semnul „-”.
Să introducem o funcție W p , care este energia potențială f(x,y,z), pe care o definim după cum urmează
Semnul „-” arată că atunci când munca este efectuată de această forță potențială, energia potențială scade.
Modificarea energiei potențiale a sistemului corpurile între care acţionează numai forţe potenţiale este egală cu munca acestor forţe luate cu semnul opus în timpul trecerii sistemului de la o stare la alta.
Energia potențială de interacțiune gravitațională și deformare elastică.
1) Forța gravitațională
2) Munca datorita elasticitatii
9) Relația diferențială dintre forța potențială și energia potențială. Gradient de câmp scalar.
Fie mișcarea să fie numai de-a lungul axei x
În mod similar, să fie mișcarea doar de-a lungul axei y sau z, obținem
Semnul „-” din formulă arată că forța este întotdeauna îndreptată către o scădere a energiei potențiale, dar gradientul W p este opus.
Semnificația geometrică a punctelor cu aceeași valoare de energie potențială se numește suprafață echipotențială.
10) Legea conservării energiei. Impacturi centrale absolut neelastice și absolut elastice ale mingilor.
Modificarea energiei mecanice a sistemului este egală cu suma muncii tuturor forțelor nepotențiale, interne și externe.
*) Legea conservării energiei mecanice: Energia mecanică a sistemului este conservată dacă munca efectuată de toate forțele nepotențiale (atât interne cât și externe) este zero.
În acest caz, este posibil ca energia potențială să poată fi convertită în energie cinetică și invers, energia totală este constantă: 
*)General legea fizică conservarea energiei: Energia nu este creată și nu este distrusă, ea fie trece de la primul tip în altă stare.
« Fizica - clasa a X-a"
În ce se exprimă interacțiunea gravitațională a corpurilor?
Cum se dovedește existența interacțiunii dintre Pământ și, de exemplu, un manual de fizică?
După cum știți, gravitația este o forță conservatoare. Acum vom găsi o expresie pentru munca gravitației și vom demonstra că munca acestei forțe nu depinde de forma traiectoriei, adică că forța gravitației este, de asemenea, o forță conservativă.
Amintiți-vă că munca efectuată de o forță conservatoare de-a lungul unei bucle închise este zero.
Fie un corp de masă m în câmpul gravitațional al Pământului. Evident, dimensiunile acestui corp sunt mici în comparație cu dimensiunile Pământului, așa că poate fi luat în considerare punct material. Forța gravitației acționează asupra unui corp
unde G este constanta gravitațională,
M este masa Pământului,
r este distanța la care se află corpul față de centrul Pământului.
Lasă un corp să se deplaseze din poziţia A în poziţia B pe diferite traiectorii: 1) de-a lungul dreptei AB; 2) de-a lungul curbei AA"B"B; 3) de-a lungul curbei ASV (Fig. 5.15)
1. Luați în considerare primul caz. Forța gravitațională care acționează asupra corpului scade continuu, deci să luăm în considerare lucrul acestei forțe pe o deplasare mică Δr i = r i + 1 - r i . Valoarea medie a forței gravitaționale este:
unde r 2 сpi = r i r i + 1.
Cu cât Δri este mai mic, cu atât expresia scrisă r 2 сpi = r i r i + 1 este mai validă.
Atunci lucrul forței F сpi, la o deplasare mică Δr i, se poate scrie sub forma
Munca totală efectuată de forța gravitațională atunci când se deplasează un corp din punctul A în punctul B este egal cu:
2. Când un corp se deplasează de-a lungul traiectoriei AA"B"B (vezi Fig. 5.15), este evident că munca forței gravitaționale în secțiunile AA" și B"B este egală cu zero, deoarece forța gravitațională este direcționată. spre punctul O și este perpendiculară pe orice mișcare mică de-a lungul arcului de cerc. În consecință, lucrarea va fi determinată și prin expresia (5.31).
3. Să determinăm munca efectuată de forța gravitațională atunci când un corp se deplasează din punctul A în punctul B de-a lungul traiectoriei ASV (vezi Fig. 5.15). Lucrul efectuat de forța gravitațională asupra unei mici deplasări Δs i este egal cu ΔА i = F срi Δs i cosα i ,..
Din figură este clar că Δs i cosα i = - Δr i , iar munca totală va fi determinată din nou prin formula (5.31).
Deci, putem concluziona că A 1 = A 2 = A 3, adică faptul că munca forței gravitaționale nu depinde de forma traiectoriei. Este evident că munca efectuată de forța gravitațională la deplasarea unui corp pe o traiectorie închisă AA"B"BA este egală cu zero.
Gravitația este o forță conservatoare.
Modificarea energiei potențiale este egală cu munca efectuată de forța gravitațională, luată cu semnul opus:
Dacă alegem nivelul zero al energiei potențiale la infinit, adică E pV = 0 pentru r B → ∞, atunci în consecință, 
Energia potențială a unui corp de masă m situat la o distanță r de centrul Pământului este egală cu:
Legea conservării energiei pentru un corp de masă m care se mișcă într-un câmp gravitațional are forma
unde υ 1 este viteza corpului la o distanță r 1 de centrul Pământului, υ 2 este viteza corpului la o distanță r 2 de centrul Pământului.
Să stabilim ce viteză minimă trebuie acordată unui corp din apropierea suprafeței Pământului, astfel încât, în absența rezistenței aerului, să se poată îndepărta de acesta dincolo de limitele forțelor gravitaționale.
Se numește viteza minimă cu care un corp, în absența rezistenței aerului, se poate deplasa dincolo de forțele gravitației a doua viteză de evacuare a Pământului.
O forță gravitațională acționează asupra unui corp de pe Pământ, care depinde de distanța dintre centrul de masă al acestui corp de centrul de masă al Pământului. Deoarece nu există forțe neconservative, energia mecanică totală a corpului este conservată. Energia potențială internă a corpului rămâne constantă, deoarece nu este deformată. Conform legii conservării energiei mecanice
Pe suprafața Pământului, un corp are atât energie cinetică, cât și energie potențială:
unde υ II este a doua viteză de evacuare, M 3 și R 3 sunt masa și, respectiv, raza Pământului.
Într-un punct la infinit, adică la r → ∞, energia potențială a corpului este zero (W p = 0), iar din moment ce ne interesează viteza minimă, și energia cinetică ar trebui să fie egală cu zero: W p = 0.
Din legea conservării energiei rezultă:
Această viteză poate fi exprimată prin accelerația gravitației în apropierea suprafeței Pământului (în calcule, de regulă, este mai convenabil să folosiți această expresie). Din moment ce 
atunci GM 3 = gR 2 3 .
Prin urmare, viteza necesară
Un corp care cade pe Pământ de la o înălțime infinit de mare ar dobândi exact aceeași viteză dacă nu ar exista rezistență aerului. Rețineți că a doua viteză de evacuare este de câteva ori mai mare decât prima.