Міністерство освіти і науки Республіки Казахстан
ВКГТУ ім.Д. Серікбаева
Кафедра технічної фізики
Курсова робота
на тему:
Зберігаються величини. Закони збереження
Виконала Нуркенова Б.Д.
Студентка ГРК - 14
ЗМІСТ
Введення
Закон збереження імпульсу
Енергія і робота
Консервативні сили
Потенційна енергія
Закон збереження енергії
Закон збереження моменту імпульсу
Список використаної літератури
ВСТУП
Сукупність тіл, виділених для розгляду, називається механічною системою . Тіла системи можуть взаємодіяти як між собою, так і з тілами, що не входять в систему. Відповідно до цього сили, що діють на тіла системи, поділяються на внутрішні і зовнішні . Внутрішніми називають сили, з якими тіла системи діють один на одного, зовнішніми - сили, зумовлені впливом тіл, які не належать системі. Система, в якій зовнішні сили відсутні, називається замкнутою.
Для замкнутих систем залишаються постійними (зберігаються) три фізичні величини: енергія, імпульс і момент імпульсу. Відповідно є три закону збереження : закон збереження енергії, закон збереження імпульсу і закон збереження моменту імпульсу. Ці закони тісно пов'язані з властивостями часу і простору.
Крім названих, є ще ряд законів збереження (наприклад, закон збереження електричного заряду). Закони збереження є фундаментальними законами природи.
Розглянуті в механіці закони збереження енергії, імпульсу і моменту імпульсу виявляються точними законами і мають загальний характер - вони застосовні не тільки до механічних явищ, а й взагалі до всіх явищ природи, зокрема вони дотримуються в релятивістської області і в світі елементарних частинок.
Закони збереження не залежить від природи і характеру діючих сил. Тому з їх допомогою можна робити ряд важливих висновків про поведінку механічних систем навіть у тих випадках, коли сили залишаються невідомими.
Закон збереження імпульсу
Розглянемо систему, що складається з N частинок (матеріальних точок). Позначимо через F ik силу, з якою k-я частинка діє на i-ю (перший індекс вказує номер частинки, на яку діє сила, другий індекс - номер частинки, впливом якої обумовлена ??ця сила). Символом F i позначимо результуючу всіх зовнішніх сил, що діють на i-ю частинку. Напишемо рівняння руху всіх N частинок:
=F12 + F13 + ... + F1k + ... + F1N + F1 =,
=F21 + F23 + ... + F2k + ... + F2N + F2 =,
=Fi1 + Fi2 + ... + Fik + ... + FiN + Fi =,
=FN1 + FN2 + ... + FNK + ... + FN, N - 1 + FN=
(pi - імпульс i-й частинки)
Складемо разом ці рівняння. Зліва вийти похідна за часом від сумарного імпульсу системи:
Праворуч відмінною від нуля буде лише сума зовнішніх сил Fi. Дійсно, суму внутрішніх сил можна представити у вигляді
(F12 + F21) + (F13 + F31) + ... + (Fik + Fki) + ... + (FN - 1, N + FN, N - 1)
Згідно з третім законом Ньютона кожна з дужок дорівнює нулю. Отже, сума внутрішніх сил, що діють на тіла системи, завжди дорівнює нулю :
З урахуванням цього отримаємо, що
(1)
Таким чином, похідна за часом від сумарного імпульсу системи дорівнює сумі зовнішніх сил, що діють на тіла системи .
Якщо система замкнута, зовнішні сили відсутні і права частина рівняння (1) дорівнює нулю. Відповідно dp/dt=0 і, отже, p=const.
Отже, ми прийшли до висновку, що сумарний імпульс замкнутої системи матеріальних точок залишається постійним . Це твердження становить зміст закону збереження імпульсу .
В основі закону збереження імпульсу лежить однорідність простору, тобто однаковість властивостей простору в усіх точках. Паралельний перенос замкнутої системи з одного місця в інше без зміни взаємного розташування і швидкостей частинок не змінює механічних властивостей системи. Поведінка системи на новому місці буде таким же, яким в...
