Тема 4.4 Закон збереження енергії в механіці.

Загальнофізичний закон збереження енергії

Повна механічна енергія системи дорівнює сумі кінетичної і потенці¬альної енергії цієї системи:

E = Eк+Еп . (1.4.23)

Повна механічна енергія системи є функція її стану, тому що вона залежить тільки від координат, швидкостей і маси всіх матеріальних точок системи. Розглянемо вільне падіння тіла на Землю з певної висоти. В будь-якій точці траєкторії падіння, тіло володіє двома видами енергії: кінетичною і потенціальною.

 . (1.4.24)

Знайдемо швидкість зміни кінетичної енергії

 .

Якщо то

Оскільки F = const і рівна F = - P = - mg (мінус показує, що сила напрямлена вниз),

 , то

 і , тоді:

 .

Отже тобто

 Ek+E n= const (1.4.25)

Формула (1.4.25) виражає законзбереження енергії в механіці. Цей за¬кон формулюється так:

Повна механічна енергія замкненої системи тіл, між якими діють тільки консервативні сили, залишається постійною.

Якщо в замкненій системі, крім консервативних діють також некон-сервативні сили, наприклад сили тертя, то повна механічна енергія системи не зберігається. Дія сил тертя приводить до перетворення механічної енергії в немеханічні види. В цьому випадку виконується більш.загальний закон збе¬реження:

У замкненій системі енергія може переходити з одних видів в інші і передаватись відрадного тіла до іншого, але її загальна кількість залишається незмінною.

Механічні системи, в яких в процесі руху повна механічна енергія неперервно зменшується (розсіюється), перетворюючись в немеханічні фор¬ми (наприклад у внутрішню енергію), називаються дисипативними. При на¬явності сил тертя система буде дисипативною. Закон збереження і перетво¬рення енергії є одним із фундаментальних законів природи, справедливих як для системи макроскопічних тіл, такі для системи елементарних частинок.