Александр Китайгородский - Физика для всех. Движение. Теплота

Тут можно читать онлайн Александр Китайгородский - Физика для всех. Движение. Теплота - бесплатно полную версию книги (целиком) без сокращений. Жанр: sci-phys, издательство Наука, год 1974. Здесь Вы можете читать полную версию (весь текст) онлайн без регистрации и SMS на сайте лучшей интернет библиотеки ЛибКинг или прочесть краткое содержание (суть), предисловие и аннотацию. Так же сможете купить и скачать торрент в электронном формате fb2, найти и слушать аудиокнигу на русском языке или узнать сколько частей в серии и всего страниц в публикации. Читателям доступно смотреть обложку, картинки, описание и отзывы (комментарии) о произведении.

Александр Китайгородский - Физика для всех. Движение. Теплота краткое содержание

Физика для всех. Движение. Теплота - описание и краткое содержание, автор Александр Китайгородский, читайте бесплатно онлайн на сайте электронной библиотеки LibKing.Ru

Авторы этой книги – лауреат Ленинской и Нобелевской премий академик Л.Д. Ландау и профессор А.И. Китайгородский – в доступной форме излагают начала общего курса физики.

Примечательно, что вопросы атомного строения вещества, теория лунных приливов, теория ударных волн, теория жидкого гелия и другие подобные вопросы изложены вместе с классическими разделами механики и теплоты. Подобная тесная связь актуальных проблем физики с ее классическими понятиями, их взаимная обусловленность и неизбежные противоречия, выводящие за рамки классических понятий, – все это составляет сущность современного подхода к изучению физики.

Новое, свежее изложение делает книгу полезной для самого широкого круга читателей.

Физика для всех. Движение. Теплота - читать онлайн бесплатно полную версию (весь текст целиком)

Физика для всех. Движение. Теплота - читать книгу онлайн бесплатно, автор Александр Китайгородский
Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать
Для доказательства этого важнейшего закона механики обратимся к следующему - фото 75

Для доказательства этого важнейшего закона механики обратимся к следующему примеру.

Через блок перекинуты два груза, – большой массы M и маленький массы m . Большой груз тянет маленький, и эта группа из двух тел движется с возрастающей скоростью.

Движущей силой является разность в весе этих тел, Mgmg . Так как в ускоренном движении участвует масса обоих тел, то закон Ньютона для этого случая будет записан так:

( Mm ) g = ( M + m ) a .

Рассмотрим два момента движения и покажем, что сумма выражений v 2/2 + gh , помноженных на соответствующие массы, действительно остается неизменной. Итак, требуется доказать равенство

Заглавными буквами обозначены физические величины характеризующие большой - фото 76

Заглавными буквами обозначены физические величины, характеризующие большой груз. Индексы 1 и 2 относят здесь величины к двум рассматриваемым моментам движения.

Так как грузы связаны веревкой, то v 1= V 1, v 2= V 2. Используя эти упрощения и перенося все члены, содержащие высоты, вправо, а члены со скоростями – влево, получим:

Разности высот грузов разумеется равны но с обратным знаком так как один - фото 77

Разности высот грузов, разумеется, равны (но с обратным знаком, так как один груз поднимается, а другой опускается). Таким образом,

где S пройденный путь На стр 46мы узнали что разность квадратов скоростей - фото 78

где S – пройденный путь.

На стр. 46мы узнали, что разность квадратов скоростей v 1 2− v 2 2в начале и конце отрезка S пути, проходимого с ускорением a , равна

v 1 2− v 2 2= 2 aS .

Подставляя это выражение в последнюю формулу, найдем:

( m + M ) a = ( Mm ) g .

Но это есть закон Ньютона, записанный выше для нашего примера. Этим доказано требуемое: для двух тел сумма выражений v 2/2 + gh , умноженных на соответствующие массы *8, во время движения остается неизменной, или, как говорят, сохраняется, т.е.

Для случая с одним телом эта формула перейдет в ранее доказанную Половина - фото 79

Для случая с одним телом эта формула перейдет в ранее доказанную:

Физика для всех Движение Теплота - изображение 80

Половина произведения массы на квадрат скорости называется кинетической энергией K :

Физика для всех Движение Теплота - изображение 81

Произведение веса тела на высоту называют потенциальной энергией тяготения тела к Земле U :

U = mgh .

Мы доказали, что во время движения системы из двух тел (и можно доказать то же самое для системы, состоящей из многих тел) сумма кинетической и потенциальной энергий тел остается неизменной.

Другими словами, увеличение кинетической энергии группы тел может произойти лишь за счет убыли потенциальной энергии этой системы (и, разумеется, наоборот).

Доказанный закон называется законом сохранения механической энергии.

Закон сохранения механической энергии является очень важным законом природы. Значение его мы еще не показали в полной мере. Позже, когда мы познакомимся с движением молекул, будет видна его универсальность, применимость ко всем явлениям природы.

Работа

Если толкать или тянуть тело, не встречая при этом никакой помехи, то результатом будет ускорение тела. Происшедшее при этом приращение кинетической энергии называют работой силы A :

По закону Ньютона ускорение тела а следовательно и прирост кинетической - фото 82

По закону Ньютона ускорение тела, а следовательно, и прирост кинетической энергии определяется векторной суммой всех сил, приложенных к телу. Значит, в случае многих сил формула A = mv 2 2/2 − mv 1 2/2 есть работа результирующей силы. Выразим работу A через величину силы.

Для простоты мы ограничимся случаем, когда движение возможно лишь в одном направлении – будем толкать (или тянуть) вагонетку массы m , стоящую на рельсах (рис. 35).

Согласно общей формуле равномерноускоренного движения v 2 2 v 1 2 2 aS - фото 83

Согласно общей формуле равномерно-ускоренного движения v 2 2− v 1 2= 2 aS . Поэтому работа всех сил на пути S

Произведение ma равно составляющей суммарной силы на направление движения - фото 84

Произведение ma равно составляющей суммарной силы на направление движения. Таким образом, A = ƒ прод· S .

Работа силы измеряется произведением пути на составляющую силы вдоль направления пути.

Формула работы справедлива для сил любого происхождения и для движений по любой траектории.

Заметим, что работа может быть равна нулю и тогда, когда на движущееся тело действуют силы.

Например, работа силы Кориолиса равняется нулю. Ведь эта сила перпендикулярна к направлению движения.

Продольной составляющей у нее нет, поэтому равна нулю и работа.

Любое искривление траектории, не сопровождающееся изменением скорости, не требует работы – ведь кинетическая энергия при этом не меняется.

Может ли быть работа отрицательной? Конечно, если сила направлена под тупым углом к движению, то она не помогает, а мешает движению. Продольная составляющая силы на направление будет отрицательной. В этом случае мы и скажем, что сила производит отрицательную работу. Сила трения всегда замедляет движение, т.е. производит отрицательную работу.

По приращению кинетической энергии можно судить о работе лишь результирующей силы.

Что же касается работ отдельных сил, то мы должны их вычислять как произведения ƒ прод· S . Автомобиль равномерно движется по шоссе. Прироста кинетической энергии нет, значит, работа результирующей силы равна нулю. Но, разумеется, не равна нулю работа мотора – она равна произведению силы тяги на пройденный путь и полностью компенсируется отрицательной работой сил сопротивления и трения.

Пользуясь понятием «работа», мы можем более коротко и ясно описать те интересные особенности силы тяжести, с которыми мы только что знакомились. Если под действием силы тяжести тело перейдет из одного места в другое, то кинетическая энергия его изменится. Это изменение кинетической энергии равно работе A . Но из закона сохранения энергии нам известно, что прирост кинетической энергии происходит за счет убыли потенциальной.

Читать дальше
Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать


Александр Китайгородский читать все книги автора по порядку

Александр Китайгородский - все книги автора в одном месте читать по порядку полные версии на сайте онлайн библиотеки LibKing.




Физика для всех. Движение. Теплота отзывы


Отзывы читателей о книге Физика для всех. Движение. Теплота, автор: Александр Китайгородский. Читайте комментарии и мнения людей о произведении.


Понравилась книга? Поделитесь впечатлениями - оставьте Ваш отзыв или расскажите друзьям

Напишите свой комментарий
x