Sistem închis de forțe. Un sistem închis este un sistem de corpuri pentru care rezultanta forțelor externe este zero. Sistemul se numește închis

Rezistenţă– mărime fizică vectorială. caracterizând interacţiunea corpurilor şi fiind o măsură a acestei interacţiuni. Motivul schimbării naturii mișcării corpului.

Proprietăți:

Forțele se adună conform regulii paralelogramului

Orice forță poate fi descompusă în componente și de mai multe ori

Forța poate fi o funcție de viteză și timp

Măsurată în newtoni.

29. Forțe potențiale (conservative). Energia potențială.

Putere conservată - forțe, munca efectuată pe orice buclă închisă este 0 (forța cordonului, forța elastică, forța electrostatică). Forța neconservativă este forța de frecare. Forța conservată poate fi determinată în următoarele moduri: 1) forțe, al căror lucru pe orice cale închisă este egal cu 0; 2) forțe a căror activitate nu depinde de calea pe care particula se deplasează dintr-o poziție în alta. În domeniul forțelor conservate, conceptul de energie potențială este introdus în funcție de coordonate. In Sist, unde actioneaza doar conservarea fortei, energia mecanica ramane constanta. Energia transpirației caracterizează rezerva stocată de mișcare, care se poate manifesta apoi sub formă de energie înrudită.


30. Sisteme închise și deschise.

Sisteme închise– sist, pisica nu este afectata de forte externe sau actiunea lor poate fi neglijata. Conceptul de sistem închis este o idealizare, este aplicabil sistemelor reale de corpuri în cazurile în care forțele interne de interacțiune dintre corpurile sistemului sunt semnificativ mai mari decât forțele externe.

31. Legile de conservare în sisteme închise

Într-un sistem închis sunt îndeplinite 3 legi de conservare: legea conservării impulsului p = ∑рi = Const, momentul unghiular L = ∑Li = Const, iar energia totală E = Емех + Евнр = Const. Când un sistem de corpuri nu poate să fie considerat închis, se aplică legi speciale de conservare, sub rezerva anumitor condiții suplimentare

32. Legătura legilor conservării cu proprietățile și timpul spațiului

Baza conservării energiei este omogenitatea timpului - diversitatea tuturor momentelor de timp. Conservarea impulsului se bazează pe omogenitatea spațiului - aceleași proprietăți ale spațiului tuturor punctelor. Conservarea momentului unghiular se bazează pe izotropia spațiului - aceleași proprietăți ale spațiului în toate direcțiile.

33. Legea conservării impulsului în sisteme închise și deschise

Momentul sistemului închis de puncte materiale rămâne constant. Momentul rămâne constant pentru un sistem deschis dacă forțele externe se adună la zero. Pentru un sistem închis p=mv=const - prin urmare centrul de masă al unui sistem închis fie se mișcă rectiliniu și uniform, fie rămâne nemișcat

34 .Legea conservării momentului unghiular în sisteme închise și deschise

Momentul de impuls al sistemului închis de puncte rămâne constant. Când suma momentelor forțelor exterioare în jurul unei anumite axe este egală cu 0, imp sistemul momentului relativ la această axă rămâne constant.

35. Legea conservării energiei mecanice și totale

Energia totală a corpului, asupra căreia acționează doar forțele conservatoare, rămâne constantă.

Energia mecanică totală a unui sistem închis de corpuri, între care acţionează doar forţe conservatoare, rămâne constantă .

Într-un sistem închis, energia nu dispare, ci trece de la un tip la altul. Într-un sistem închis în care acționează doar forțele de conservare, legea conservării energiei este îndeplinită.

Acesta este un sistem de corpuri care interacționează doar între ele. Nu există forțe externe de interacțiune.

În lumea reală, un astfel de sistem nu poate exista, nu există nicio modalitate de a elimina orice interacțiune externă. Un sistem închis de corpuri este un model fizic, la fel cum un punct material este un model. Acesta este un model al unui sistem de corpuri care se presupune că interacționează doar între ele, forțele externe nu sunt luate în considerare, sunt neglijate.

Legea conservării impulsului

Într-un sistem închis de corpuri vector suma momentelor corpurilor nu se modifică atunci când corpurile interacționează. Dacă impulsul unui corp a crescut, aceasta înseamnă că în acel moment impulsul unui alt corp (sau mai multor corpuri) a scăzut exact cu aceeași cantitate.

Să luăm în considerare acest exemplu. O fată și un băiat patinează. Un sistem închis de corpuri - o fată și un băiat (neglijăm frecarea și alte forțe externe). Fata stă nemișcată, impulsul ei este zero, deoarece viteza este zero (vezi formula pentru impulsul unui corp). După ce un băiat care se mișcă cu o anumită viteză se ciocnește de o fată, ea va începe și ea să se miște. Acum corpul ei are impuls. Valoarea numerică a impulsului fetei este exact aceeași cu impulsul băiatului a scăzut după ciocnire.

Un corp cu o masă de 20 kg se deplasează cu o viteză, al doilea corp cu o masă de 4 kg se mișcă în aceeași direcție cu o viteză de . Care sunt impulsurile fiecărui corp? Care este impulsul sistemului?


Impulsul unui sistem de corpuri este suma vectorială a momentelor tuturor corpurilor incluse în sistem. În exemplul nostru, aceasta este suma a doi vectori (deoarece sunt considerate două corpuri) care sunt direcționați în aceeași direcție, prin urmare

În termodinamică, se postulează (ca urmare a generalizării experienței) că un sistem izolat ajunge treptat într-o stare de echilibru termodinamic, din care nu poate ieși spontan (legea zero a termodinamicii).

Sistem izolat adiabatic- un sistem termodinamic care nu face schimb de căldură sau materie cu mediul. Modificarea energiei interne a unui astfel de sistem este egală cu munca efectuată asupra acestuia. Orice proces dintr-un sistem izolat adiabatic se numește proces adiabatic.

În practică, izolarea adiabatică se realizează prin închiderea sistemului într-un înveliș adiabatic (de exemplu, un balon Dewar).


Fundația Wikimedia.

2010.

    Vedeți ce este un „sistem închis de corpuri” în alte dicționare:

    - (ingineria genetică) în inginerie genetică, un sistem de desfășurare a activităților de inginerie genetică, în care modificări genetice sunt introduse într-un organism sau organisme modificate genetic, procesate, cultivate, stocate, ... ... Wikipedia SISTEM ÎNCHIS - (1) în mecanică, un sistem de corpuri asupra cărora nu acționează forțe externe, adică forțe aplicate de alții care nu sunt incluse în sistemul de corpuri în cauză; (2) în termodinamică, un sistem de corpuri care nu face schimb de energie sau... ... cu mediul extern.

    Marea Enciclopedie Politehnică

    1) 3. p. în mecanică, un sistem de corpuri asupra cărora nu acționează forțele externe. forțe, adică forțe, adj. din altele neincluse în sistemul de organe luat în considerare. 2) 3. p. în termodinamică, un sistem de corpuri nu face schimb cu exteriorul. mediu nici în energie, nici în lume. Dr...

    Electrodinamică clasică Câmp magnetic al unui solenoid Electricitate Magnetism Electrostatică Legea lui Coulomb ... Wikipedia Un ansamblu de corpuri care pot face schimb de energie între ele și cu alte corpuri (mediul extern). Pentru T. s. legile termodinamicii sunt valabile. T.s. este orice sistem care are un număr foarte mare de grade de libertate (de exemplu, un sistem... ...

    Big Enciclopedic Polytechnic Dictionary SISTEMUL MUSCULAR

    Știința naibului. proprietăți generale macroscopice. fizic sisteme care sunt în stare termodinamică. echilibrului și despre procesele de tranziție între aceste stări. T. este construită pe bază de fundaţii. principii (începuturi), la care ryavl. generalizarea numeroaselor observatii si... Enciclopedie fizică

    Probleme de dificultate crescută oferite școlarilor la olimpiadele de fizică la diferite niveluri. Prin definiție, cunoștințele conținute într-un curs școlar standard de fizică și matematică ar trebui să fie suficiente pentru a rezolva astfel de probleme. Dificultatea... Wikipedia

    VASE DE SANG- VASE DE SANG. Cuprins: I. Embriologie................... 389 P. Schiță anatomică generală......... 397 Sistem arterial........ . 397 Sistem venos...... ....... 406 Tabelul arterelor............. 411 Tabelul venelor...... ..… … Marea Enciclopedie Medicală

    Q, Q Dimensiunea T I ... Wikipedia


Sistemul se numește închis

deschide (E) (A), (R)Şi (P) cursuri

Legea conservării impulsului

Legea conservării impulsului este formulat astfel:

dacă suma forțelor externe care acționează asupra corpurilor sistemului este egală cu zero, atunci impulsul sistemului este conservat.

Corpurile pot schimba doar impulsuri, dar valoarea totală a impulsului nu se modifică. Trebuie doar să vă amintiți că suma vectorială a impulsurilor este păstrată, și nu suma modulelor acestora.

Legea conservării impulsului (Legea conservării impulsului) afirmă că suma vectorială a momentelor tuturor corpurilor (sau particulelor) unui sistem închis este o mărime constantă.

În mecanica clasică, legea conservării impulsului este de obicei derivată ca o consecință a legilor lui Newton. Din legile lui Newton se poate arăta că atunci când se mișcă în spațiul gol, impulsul se păstrează în timp, iar în prezența interacțiunii, viteza modificării sale este determinată de suma forțelor aplicate.

Ca oricare dintre legile fundamentale de conservare, legea conservării impulsului descrie una dintre simetriile fundamentale - omogenitatea spațiului.

Când corpurile interacționează, impulsul unui corp poate fi transferat parțial sau complet altui corp. Dacă un sistem de corpuri nu este afectat de forțele externe ale altor corpuri, atunci un astfel de sistem se numește închis.

Într-un sistem închis, suma vectorială a impulsurilor tuturor corpurilor incluse în sistem rămâne constantă pentru orice interacțiune a corpurilor acestui sistem între ele.

Această lege fundamentală a naturii se numește legea conservării impulsului. Este o consecință a celei de-a doua și a treia legi a lui Newton.

Să luăm în considerare oricare două corpuri care interacționează care fac parte dintr-un sistem închis.

Notăm forțele de interacțiune dintre aceste corpuri prin și Conform celei de-a treia legi a lui Newton Dacă aceste corpuri interacționează în timpul t, atunci impulsurile forțelor de interacțiune sunt egale ca mărime și direcționate în direcții opuse: Să aplicăm a doua lege a lui Newton acestor corpuri. :

unde și sunt impulsul corpurilor la momentul inițial al timpului și sunt impulsul corpurilor la sfârșitul interacțiunii. Din aceste relații rezultă:

Această egalitate înseamnă că, ca urmare a interacțiunii dintre două corpuri, impulsul lor total nu s-a schimbat. Acum luând în considerare toate interacțiunile de perechi posibile ale corpurilor incluse într-un sistem închis, putem concluziona că forțele interne ale unui sistem închis nu pot modifica impulsul său total, adică suma vectorială a impulsului tuturor corpurilor incluse în acest sistem.

Fig.1

În aceste ipoteze, legile conservării au forma

(1)
(2)
Făcând transformările corespunzătoare în expresiile (1) și (2), obținem
(3)
(4)
unde
(5)
Rezolvând ecuațiile (3) și (5), găsim
(6)
(7)
Să ne uităm la câteva exemple.

1. Când ν 2=0
(8)
(9)

Să analizăm expresiile (8) din (9) pentru două bile de mase diferite:

a) m 1 = m 2. Dacă a doua minge atârna nemișcată înainte de impact ( ν 2=0) (Fig. 2), apoi după impact prima minge se va opri ( ν 1 "=0), iar al doilea se va deplasa cu aceeași viteză și în aceeași direcție în care prima minge se mișca înainte de impact ( ν 2"=ν 1);

Fig.2

b) m 1 >m 2. Prima minge continuă să se miște în aceeași direcție ca înainte de impact, dar cu o viteză mai mică ( ν 1 "<ν 1). Viteza celei de-a doua mingi după impact este mai mare decât viteza primei mingi după impact ( ν 2">ν 1 ") (Fig. 3);

Fig.3

c) m 1 ν 2"<ν 1(Fig. 4);

Fig.4

d) m 2 >>m 1 (de exemplu, o coliziune a unei mingi cu un perete). Din ecuațiile (8) și (9) rezultă că ν 1 "= -ν 1; ν 2"≈ 2m 1 ν 2"/m2.

2. Când m 1 =m 2 expresiile (6) şi (7) vor avea forma ν 1 "= ν 2; ν 2"= ν 1; adică bile de masă egală par să schimbe viteze.

Impact absolut inelastic- o coliziune a două corpuri, în urma căreia corpurile se conectează, deplasându-se mai departe ca un singur întreg. Un impact absolut inelastic poate fi demonstrat folosind bile de plastilină (lut) care se deplasează una spre alta (Fig. 5).

Fig.5

Dacă masele bilelor sunt m 1 și m 2, vitezele lor înainte de impact sunt ν 1 și ν 2, atunci, folosind legea conservării impulsului

unde v este viteza de mișcare a bilelor după impact. Apoi
(15.10)
Dacă bilele se mișcă una spre alta, ele vor continua să se miște împreună în direcția în care mingea s-a deplasat cu un impuls mare. În cazul particular, dacă masele bilelor sunt egale (m 1 =m 2), atunci

Să determinăm cum se modifică energia cinetică a bilelor în timpul unui impact central absolut inelastic. Deoarece în timpul ciocnirii bilelor între ele există forțe care depind de vitezele lor, și nu de deformațiile în sine, avem de-a face cu forțe disipative similare cu forțele de frecare, prin urmare legea conservării energiei mecanice în acest caz nu trebuie respectată. . Din cauza deformării, are loc o scădere a energiei cinetice, care se transformă în energie termică sau în alte forme de energie. Această scădere poate fi determinată de diferența de energie cinetică a corpurilor înainte și după impact:

Folosind (10), obținem

Dacă corpul impactat a fost inițial nemișcat (ν 2 =0), atunci

Şi

Când m 2 >>m 1 (masa corpului staționar este foarte mare), atunci ν<<ν 1 и практически вся кинетическая энергия тела переходит при ударе в другие формы энергии. Поэтому, например, для получения значительной деформации наковальня должна быть значительно массивнее молота. Наоборот, при забивании гвоздей в стену масса молота должна быть гораздо большей (m 1 >>m 2), atunci ν≈ν 1 și aproape toată energia este cheltuită pentru deplasarea cât mai mult posibil a cuiului, și nu pentru deformarea reziduală a peretelui.
Un impact complet inelastic este un exemplu de pierdere de energie mecanică sub influența forțelor disipative.

Sisteme închise și nu.

Într-un sistem închis nu există interacțiune cu mediul. În aer liber - există.
Un sistem izolat (sistem închis) este un sistem termodinamic care nu face schimb de materie sau energie cu mediul. În termodinamică, se postulează (ca urmare a generalizării experienței) că un sistem izolat ajunge treptat într-o stare de echilibru termodinamic, din care nu poate ieși spontan (legea zero a termodinamicii).

Sistemul se numește închis(izolat 1), dacă componentele sale nu interacționează cu entitățile externe și nu există fluxuri de materie, energie și informații din sau în sistem.

Un exemplu de sistem fizic închis Pot servi apă fierbinte și abur într-un termos. Într-un sistem închis, cantitatea de materie și energie rămâne neschimbată. Cantitatea de informații se poate schimba atât în ​​direcția scăderii, cât și a creșterii - aceasta este o altă caracteristică a informațiilor ca categorie inițială a universului. Un sistem închis este un fel de idealizare (reprezentare model), deoarece este imposibil să izolați complet orice set de componente de influențele externe.

Construind negația definiției de mai sus, obținem definiția sistemului deschide . Pentru aceasta trebuie identificate multe influențe externe (E), influențând (adică conducând la schimbări) asupra (A), (R)Şi (P). În consecință, deschiderea unui sistem este întotdeauna asociată cu apariția proceselor în el. Influențele externe pot fi efectuate sub forma unor acțiuni forțate sau sub formă cursuri substanțe, energie sau informații care pot intra sau ieși dintr-un sistem. Un exemplu de sistem deschis este orice instituție sau întreprindere care nu poate exista fără fluxuri de materiale, energie și informații. În mod evident, studiul unui sistem deschis ar trebui să includă studiul și descrierea influenței factorilor externi asupra acestuia, iar la crearea unui sistem ar trebui să se prevadă posibilitatea apariției acestor factori.

La calcularea vitezei de zbor, pe baza datelor experimentale, se utilizează legea conservării momentului unghiular în timpul unui impact neelastic și legea conservării energiei mecanice totale după finalizarea acestuia.

2. Viteza. Sensul fizic. Viteza medie și instantanee a unei mărimi de translație

Viteza este o mărime fizică care caracterizează mișcarea unui corp în spațiu. Sensul fizic - Modificarea coordonatelor pe unitatea de timp.

Viteza medie de mișcare caracterizează viteza de schimbare a traseului în timp. Viteza instantanee (termenul folosit de obicei viteză) caracterizează viteza de schimbare a vectorului rază a unui punct material în timp. Unități: kilometru pe oră, metru pe secundă

3. Sistem mecanic

Un sistem mecanic este un set de puncte materiale care interacționează între ele și cu corpuri exterioare, a căror mișcare este supusă legilor mecanicii clasice.

4.Impulsul corpului

Momentul unui corp este o mărime vectorială fizică egală cu produsul dintre masa corpului și viteza acestuia. Se măsoară kg*m/s

5. Impulsul total al unui sistem mecanic

legea conservării impulsului într-un sistem închis, care se formulează astfel: impulsul total al unui sistem închis de corpuri rămâne constant în timpul oricăror interacțiuni ale corpurilor acestui sistem între ele.

6.sistem mecanic închis

Numim un sistem mecanic închis de puncte un sistem în care mișcarea particulelor este cauzată numai de forțe de interacțiune sau forțe interne.

7. Legea conservării impulsului a unui sistem mecanic închis în formă generală și aplicarea ei la această lucrare

p=p 1 +p 2 =const.

Formula exprimă legea conservării impulsului într-un sistem închis, care se formulează după cum urmează: impulsul total al unui sistem închis de corpuri rămâne constant în timpul oricăror interacțiuni ale corpurilor acestui sistem între ele. Cu alte cuvinte, forțele interne nu pot schimba impulsul total al sistemului, nici ca mărime, nici ca direcție.

8. concept de energie cinetică a unui corp

Energia este o măsură cantitativă generală a mișcării și interacțiunii tuturor tipurilor de materie. Energia cinetică este o mărime egală cu jumătate din produsul dintre masa unui corp și pătratul vitezei acestuia. =J

9. energia potenţială a unui corp ridicat deasupra suprafeţei pământului energia potenţială a unui arc comprimat

Energie potentiala - energia de interacțiune între corpuri sau părți ale corpului

Valoarea mgh este energia potențială a unui corp ridicat la o înălțime h deasupra nivelului zero.

este energia potențială a unui arc comprimat

10. legea conservării energiei mecanice condiţii pentru aplicarea acesteia la această lucrare

Dacă forțele, frecarea și forțele de rezistență nu acționează într-un sistem închis, atunci suma energiei cinetice și potențiale a tuturor corpurilor sistemului rămâne o valoare constantă..

11.impacturi elastice și inelastice

- absolut elastic, la care se conservă energia mecanică totală, adică energia internă a particulelor nu se modifică. Nu există deformații rămase în corpurile care interacționează.

Absolut inelastic, în care particulele „se lipesc”, mișcându-se mai departe ca un singur întreg sau în repaus. Energia cinetică este convertită parțial sau complet în energie internă.

12 ieșirea formulei de calcul

Când un glonț se ciocnește de un pendul, legea conservării impulsului este valabilă

Unde m- masa gloanțelor, M- masa pendulului, v- viteza glonțului, V– viteza pendulului imediat după impact.