По закону сохранения энергии
Автор Andrey Isaev задал вопрос в разделе Наука, Техника, Языки
что такое закон сохранения энергии? и получил лучший ответ
Ответ от Leonid[гуру]
Вам как, по-простому или с вывертами отвечать? Потому как тема неисчерпаемая.. .
Если по-простому - то есть некая физическая величина, отличающаяся тем, что в замкнутой системе при любых процессах она сохраняется неизменной и может только переходить из одной формы в другую. С "наглядной" точки зрения оная величина представляет способность составных частей системы совершать работу над другими частями.
Есть и более обобщённое представление. Согласно теореме Нетёр, со всяким видом симметрии связан свой закон сохранения. Под симметрией тут понимается не просто "зеркальная" или, скажем, поворотная симметрия, а любое преобразование системы координат. В частности, симметрия относительно выбора начального момента времени (то есть фактически однородность времени) соответствует сохранению энергии, симметрия относительно выбора начального положения в пространстве (однородность пространства) соответствет сохранению импульса, и прочая.
Ответ от A[гуру]
Хех... проще говоря, примерами... если ты возьмешь рукой стакан кипятка, кипяток в нем остынет конечно, но при этом передаст тепло твоей руке... т. е. ее нагреет, соответственно твоему организму понядобится меньше энергии на этот момент чтобы его "подогревать", так джоули в каллории перейдут... и образно говоря у тебя останется больше "жирка" в организме... это тоже энергия...
Хех... проще говоря, примерами... если ты возьмешь рукой стакан кипятка, кипяток в нем остынет конечно, но при этом передаст тепло твоей руке... т. е. ее нагреет, соответственно твоему организму понядобится меньше энергии на этот момент чтобы его "подогревать", так джоули в каллории перейдут... и образно говоря у тебя останется больше "жирка" в организме... это тоже энергия...
Ответ от Пользователь удален[гуру]
Рассмотрим движение тела в замкнутой системе, в которой действуют только консервативные силы. Пусть, например, тело массой m свободно падает на Землю с высоты h (сопротивление воздуха отсутствует). В точке 1 потенциальная энергия тела относительно поверхности Земли равна Wп1=mgh, а кинетическая энергия Wk1=0, так что в точке 1 полная механическая энергия тела W1=mgh.
При падении потенциальная энергия тела уменьшается, так как уменьшается высота тела над Землей, а его кинетическая энергия увеличивается, так как увеличивается скорость тела. На участке 1-2, равном h1, убыль потенциальной энергии
DWп=mgh1 (3.22)
а прирост кинетической энергии
DWk=mv22/2 (3.22)
(где v2 - скорость тела в точке 2). Так как v22=2gh1, то формула (3.23) принимает вид
DWk=mgh1 (3.24)
Из формул (3.22) и (3.24) следует, что прирост кинетической энергии тела равен убыли его потенциальной энергии. Следовательно, происходит переход потенциальной энергии тела в его кинетическую энергию, т. е. DWk=-DWп В точке 2 потенциальная энергия падающего тела Wп2=mgh-mgh1, а его кинетическая энергия Wk2=mgh1. Следовательно, полная механическая энергия тела в точке 2 W2=mgh.
В точке 3 (на поверхности Земли) Wп3=0 (так как h = 0), а Wk3 =mv32/2 (где v3 - скорость тела в момент падения на Землю). Так как v32=2gh, то Wk3=mgh. Следовательно, в точке 3 полная энергия тела W3=mgh, т. е. за все время падения
W=Wk+Wп=const (3.25)
Формула (3.25) выражает закон сохранения энергии в замкнутой системе, в которой действуют только консервативные силы: полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих между собой только консервативными силами, при любых движениях этих тел не изменяется. Происходят лишь взаимные превращения потенциальной энергии тел в их кинетическую энергию и обратно.
Системы, в которых полная механическая энергия сохраняется, называют консервативными.
Условие устойчивости тел в замкнутой системе
Представим себе покоящееся в замкнутой системе тело, потенциальная энергия которого минимальна. Пусть, например, шар лежит на дне лунки, вырытой на поверхности Земли. Очевидно, шар сможет двигаться только в том случае если он обладает кинетической энергией. Так как система замкнута, то для увеличения кинетической энергии тела необходимо чтобы уменьшилась его потенциальная энергия, поскольку в замкнутой системе DWk=-DWп. Но потенциальная энергия тела минимальна, т. е. уменьшиться не может. Поэтому шар не сможет прийти в движение под действием внутренних сил. Следовательно, равновесие шара устойчивое. Таким образом, в замкнутой системе равновесие тела устойчиво в том случае, когда его потенциальная энергия минимальна.
Диссипативные системы
Рассмотрим теперь движение тела в незамкнутой системе, в которой кроме консервативных действуют неконсервативные силы (например, силы трения). Пусть, например, на высоте h на Землей летит самолет, с которого сбрасывают груз массой m Пока парашют не раскрылся (т. е. на участке 1-2) движение груза ускоренное. Его высота над землей убывает, a скорость растет, т. е. на участке 1-2 потенциальная энергия груза переходит в кинетическую. В точке 2 парашют раскрывается и движение груза становится равномерным. Высота уменьшается, потенциальная энергия груза убывает, а кинетическая энергия больше не увеличивается, так как скорость движения стала постоянной.
Следовательно, теперь потенциальная энергия затрачивается на совершение работы против силы сопротивления движению груза со стороны воздуха. При этом происходит переход части механической энергии груза во внутреннюю с выделением теплоты (от трения нагревается купол парашюта, нагревается и воздух) .
Проведем количественный расчет. Для этого введем следующие обозначения: f - внутренняя консервативная сила, Af - работа этой силы, fт - сила трения (неконсервативная сила) , Afт - работа силы трения, F - внешняя сила. АF - работа внешней силы. Очевидно, что изменение кинетической энергии т
Рассмотрим движение тела в замкнутой системе, в которой действуют только консервативные силы. Пусть, например, тело массой m свободно падает на Землю с высоты h (сопротивление воздуха отсутствует). В точке 1 потенциальная энергия тела относительно поверхности Земли равна Wп1=mgh, а кинетическая энергия Wk1=0, так что в точке 1 полная механическая энергия тела W1=mgh.
При падении потенциальная энергия тела уменьшается, так как уменьшается высота тела над Землей, а его кинетическая энергия увеличивается, так как увеличивается скорость тела. На участке 1-2, равном h1, убыль потенциальной энергии
DWп=mgh1 (3.22)
а прирост кинетической энергии
DWk=mv22/2 (3.22)
(где v2 - скорость тела в точке 2). Так как v22=2gh1, то формула (3.23) принимает вид
DWk=mgh1 (3.24)
Из формул (3.22) и (3.24) следует, что прирост кинетической энергии тела равен убыли его потенциальной энергии. Следовательно, происходит переход потенциальной энергии тела в его кинетическую энергию, т. е. DWk=-DWп В точке 2 потенциальная энергия падающего тела Wп2=mgh-mgh1, а его кинетическая энергия Wk2=mgh1. Следовательно, полная механическая энергия тела в точке 2 W2=mgh.
В точке 3 (на поверхности Земли) Wп3=0 (так как h = 0), а Wk3 =mv32/2 (где v3 - скорость тела в момент падения на Землю). Так как v32=2gh, то Wk3=mgh. Следовательно, в точке 3 полная энергия тела W3=mgh, т. е. за все время падения
W=Wk+Wп=const (3.25)
Формула (3.25) выражает закон сохранения энергии в замкнутой системе, в которой действуют только консервативные силы: полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих между собой только консервативными силами, при любых движениях этих тел не изменяется. Происходят лишь взаимные превращения потенциальной энергии тел в их кинетическую энергию и обратно.
Системы, в которых полная механическая энергия сохраняется, называют консервативными.
Условие устойчивости тел в замкнутой системе
Представим себе покоящееся в замкнутой системе тело, потенциальная энергия которого минимальна. Пусть, например, шар лежит на дне лунки, вырытой на поверхности Земли. Очевидно, шар сможет двигаться только в том случае если он обладает кинетической энергией. Так как система замкнута, то для увеличения кинетической энергии тела необходимо чтобы уменьшилась его потенциальная энергия, поскольку в замкнутой системе DWk=-DWп. Но потенциальная энергия тела минимальна, т. е. уменьшиться не может. Поэтому шар не сможет прийти в движение под действием внутренних сил. Следовательно, равновесие шара устойчивое. Таким образом, в замкнутой системе равновесие тела устойчиво в том случае, когда его потенциальная энергия минимальна.
Диссипативные системы
Рассмотрим теперь движение тела в незамкнутой системе, в которой кроме консервативных действуют неконсервативные силы (например, силы трения). Пусть, например, на высоте h на Землей летит самолет, с которого сбрасывают груз массой m Пока парашют не раскрылся (т. е. на участке 1-2) движение груза ускоренное. Его высота над землей убывает, a скорость растет, т. е. на участке 1-2 потенциальная энергия груза переходит в кинетическую. В точке 2 парашют раскрывается и движение груза становится равномерным. Высота уменьшается, потенциальная энергия груза убывает, а кинетическая энергия больше не увеличивается, так как скорость движения стала постоянной.
Следовательно, теперь потенциальная энергия затрачивается на совершение работы против силы сопротивления движению груза со стороны воздуха. При этом происходит переход части механической энергии груза во внутреннюю с выделением теплоты (от трения нагревается купол парашюта, нагревается и воздух) .
Проведем количественный расчет. Для этого введем следующие обозначения: f - внутренняя консервативная сила, Af - работа этой силы, fт - сила трения (неконсервативная сила) , Afт - работа силы трения, F - внешняя сила. АF - работа внешней силы. Очевидно, что изменение кинетической энергии т
Ответ от Kilrog[гуру]
фундаментальный закон физики:
Энергия не исчезает и не появляется, а переходит из одной формы в другую
фундаментальный закон физики:
Энергия не исчезает и не появляется, а переходит из одной формы в другую
Ответ от Вячеслав Галкин[гуру]
В замкнутой системе общее количество энергии остаётся неизменным. Изменяется распределение энергии по разным видам.
В замкнутой системе общее количество энергии остаётся неизменным. Изменяется распределение энергии по разным видам.
Ответ от Наталия Щавелева[эксперт]
никакая энергия просто так не появляется и в никуда не пропадает. начальная энергия равна конечной.
никакая энергия просто так не появляется и в никуда не пропадает. начальная энергия равна конечной.
Ответ от 3 ответа[гуру]
Привет! Вот подборка тем с похожими вопросами и ответами на Ваш вопрос: что такое закон сохранения энергии?