Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Законы сохранения
Содержание
- 1. Законы сохранения
- 2. Тема 5. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ План лекции5.1. Законы
- 3. 5.1. Законы сохранения в классической механике В
- 4. Однородность времени отражает тот факт, что результат
- 5. Важно понять условия, при которых выполняется тот
- 6. Силы, которые действуют на тела системы со
- 7. Реальным приближением к замкнутой системе служит система:взаимодействием
- 8. Механическая система называется консервативной, если на тела системы действуют только консервативные силы. Система телЗамкнутаяНезамкнутаяКонсервативнаяНеконсервативная
- 9. 5.2. Закон сохранения механической энергииПусть тела
- 10. работа внутренних консервативных сил,- работа внутренних неконсервативных сил.
- 11. – работа внешних консервативных сил;
- 12. Работа внутренних консервативных сил равна убыли потенциальной
- 13. Подставим это в уравнение для dEK и
- 14. Потенциальная энергия механической системы Eп складывается из
- 15. Таким образом,
- 16. Приращение полной механической энергии системы материальных точек
- 17. Пусть в системе неконсервативные силы отсутствуют, тогда
- 18. 5.2. Закон сохранения импульсаРассмотрим механическую систему,
- 19. Слайд 19
- 20. Внутренние силы обозначим символами
- 21. Запишем для каждого из тел второй закон
- 22. Просуммируем левые и правые части равенств. По
- 23. Слайд 23
- 24. Тогда можно переписать
- 25. Слайд 25
- 26. На практике достаточно часто приходится иметь дело
- 27. С законом сохранения импульса связаны такие понятия как^реактивное движение; отдача.
- 28. 5.3. Закон сохранения момента импульса Рассмотрим
- 29. ОО
- 30. Изменение момента импульса каждой из частиц системы
- 31. Слайд 31
- 32. Векторная сумма моментов импульсов всех частиц системы
- 33. Производная от момента импульса по времени незамкнутой
- 34. Если внешние силы отсутствуют или их равнодействующая
- 35. Рисунок иллюстрирует закон сохранения момента импульса:
- 36. На практике часто приходится рассматривать вращение взаимодействующих
- 37. Применение законов сохранения к удару телЦентральный (лобовой)
- 38. Абсолютно неупругий ударПри абсолютно неупругом ударе тела:-
- 39. Закон сохранения импульса в скалярной форме в проекциях на ось х:
- 40. Закон сохранения энергии для абсолютно неупругого удара
- 41. Абсолютно упругий ударПри абсолютно упругом ударе тела:-
- 42. Для указанного на рисунке случая абсолютно упругого удара законы сохранения импульса и энергии запишутся какХ
- 43. Рисунок иллюстрирует абсолютно упругий удар шаров разной
- 44. Частные случаиСталкиваются шары массами m1 и m2.Скорости
- 45. Законы сохранения в микромиреВ заключение темы отметим,
- 46. Эти законы представляют собой равенство некоторых чисел
- 47. Скачать презентанцию
Тема 5. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ План лекции5.1. Законы сохранения в классической механике.5.2. Закон сохранения механической энергии.5.3. Закон сохранения импульса.5.4. Закон сохранения момента импульса.
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2Тема 5. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ
План лекции
5.1. Законы сохранения в классической
механике.
момента импульса. 
Слайд 35.1. Законы сохранения в классической механике
В законах сохранения энергии,
импульса, момента импульса находят своё отражение фундаментальные свойства пространства и
времени, а также факт бесконечного их существования.Закон сохранения энергии является следствием однородности времени.
Закон сохранения импульса отражает однородность пространства.
Закон сохранения момента импульса – отражает изотропность пространства.
Слайд 4Однородность времени отражает тот факт, что результат опыта не зависит
от времени его проведения.
Однородность пространства отражает тот факт, что результат
опыта не зависит от места его проведения.Изотропность пространства отражает тот факт, что результат опыта не зависит от направления осей координат.
Слайд 5Важно понять условия, при которых выполняется тот или иной закон
сохранения.
Тела рассматриваемой механической системы могут взаимодействовать как между собой,
так и с внешними телами.Силы, с которыми тела системы взаимодействуют между собой, называются внутренними.
Слайд 6Силы, которые действуют на тела системы со стороны внешних тел,
называются внешними.
Механическая система называется замкнутой или изолированной, если на нее
не действуют внешние силы (система не обменивается с внешними телами энергией).Понятие замкнутой системы является абстракцией.
Слайд 7Реальным приближением к замкнутой системе служит система:
взаимодействием которой с внешними
телами можно пренебречь;
система, в которой внешние силы практически компенсируются.
Система
называется незамкнутой, если на неё действуют внешние силы и их результирующая сила отлична от нуля.В любых системах сумма всех внутренних сил равна нулю, поскольку силы взаимодействия каждой пары тел равны по модулю и противоположны по направлению.
Слайд 8Механическая система называется консервативной, если на тела системы действуют только
консервативные силы.
Система тел
Замкнутая
Незамкнутая
Консервативная
Неконсервативная
Слайд 95.2. Закон сохранения механической энергии
Пусть тела (или точки) механической
системы взаимодействуют как между собой, так и с внешними телами.
Силы
взаимодействия могут быть как консервативными, так и неконсервативными.Приращение кинетической энергии системы равно работе всех действующих на систему сил.
Слайд 12Работа внутренних консервативных сил равна убыли потенциальной энергии взаимодействия точек
системы друг с другом:
Работа внешних консервативных сил равна убыли потенциальной
энергии системы во внешних потенциальных полях:
Слайд 14Потенциальная энергия механической системы Eп складывается из
потенциальной энергии взаимодействия
точек системы друг с другом ЕП1;
потенциальной энергии во внешних потенциальных
полях ЕП2:Полная механическая энергия системы:
Приращение полной механической энергии:
Слайд 16
Приращение полной механической энергии системы материальных точек неконсервативной системы равно
алгебраической сумме работ любых неконсервативных сил, действующих на точки системы.
Данная
формулировка выступает как закон сохранения полной механической энергии для неконсервативной системы тел.
Слайд 17Пусть в системе неконсервативные силы отсутствуют, тогда система будет консервативной:
Тогда
Формулировка закона сохранения энергии:
полная механическая энергия консервативной системы сохраняется (не меняется, остаётся величиной постоянной).
Слайд 185.2. Закон сохранения импульса
Рассмотрим механическую систему, состоящую из n
тел, которые могут взаимодействовать как между собой (это внутренние силы),
так и с внешними телами.Силы взаимодействия могут быть как консервативными, так и неконсервативными.
Слайд 20Внутренние силы обозначим символами
.
Внешние силы, действующие на каждое из тел,
обозначим как .
Слайд 21Запишем для каждого из тел второй закон Ньютона в его
наиболее общей форме.
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 
Слайд 22Просуммируем левые и правые части равенств.
По третьему закону Ньютона
сумма всех внутренних сил равна нулю, поскольку они попарно равны
по модулю и противоположны по направлению.При сложении равенств получим следующее выражение:
Слайд 23
Векторная сумма импульсов всех тел называется импульсом системы:
Векторная сумма действующих на систему сил есть равнодействующая всех внешних сил.
Слайд 24Тогда можно переписать
Производная от полного импульса системы равна равнодействующей всех приложенных
к телам системы внешних сил.В незамкнутой системе тел скорость изменения импульса системы равна равнодействующей внешних сил (закон сохранения импульса для незамкнутой системы тел).
Если система замкнута, то
Слайд 25
Тогда
Формулировка закона сохранения импульса:
результирующий импульс замкнутой системы тел сохраняется.
Естественно, что при этом остается постоянной и сумма проекций импульсов тел системы на любую координатную ось.
Слайд 26На практике достаточно часто приходится иметь дело со взаимодействием тел
в условиях, когда действием внешних сил пренебречь нельзя (система не
замкнута).В таких случаях можно найти такое направление (координатную ось Х), на которое внешние силы имеют нулевые проекции.
Тогда будет оставаться постоянной не векторная сумма импульсов всех тел системы, а сумма проекций импульсов на данную координатную ось.
PX = const.
Слайд 285.3. Закон сохранения момента импульса
Рассмотрим систему из n
тел (или материальных точек), взаимодействующих как между собой, так и
с внешними телами.Выберем точку О, относительно которой будем отсчитывать моменты импульсов частиц и моменты сил, приложенных к ним.
Слайд 30Изменение момента импульса каждой из частиц системы обусловлено действием моментов
внутренних и внешних сил.
Согласно закону изменения момента импульса имеем:
Слайд 31
– моменты внутренних сил, действующих между i-ой и j-ой частицами ;
– моменты внешних сил, действующих на i- ую частицу.
Сложим левые и правые части равенств:
Учтем, что сумма моментов внутренних сил равна нулю
Слайд 32Векторная сумма моментов импульсов всех частиц системы называется моментом импульса
системы:
Векторная сумма моментов внешних сил представляет собой результирующий момент всех внешних сил, действующих на систему:
Таким образом:
Слайд 33
Производная от момента импульса по времени незамкнутой системы по времени
относительно произвольной точки равна результирующему моменту внешних сил относительно этой
же точки.В незамкнутой механической системе скорость изменения результирующего момента импульса равна равнодействующему моменту внешних сил.
Слайд 34Если внешние силы отсутствуют или их равнодействующая сила равна нулю,
то система будет замкнутой.
Тогда суммарный момент внешних сил относительно произвольной точки О может быть равен нулю:
Следовательно
Формулировка закон сохранения момента импульса: результирующий момент импульса замкнутой системы тел остается постоянным.
Слайд 36На практике часто приходится рассматривать вращение взаимодействующих тел относительно некоторой
неподвижной оси Z.
В этом случае может сохраняться суммарный момент импульса
системы относительно данной оси Lz. Необходимым условием этого является равенство нулю суммарного момента внешних сил относительно этой же оси вращения
M Z, ВНЕШ= 0.
Последнее может выполняться и для незамкнутой системы, если внешние силы параллельны оси вращения или пересекают эту ось.
Слайд 37Применение законов сохранения к удару тел
Центральный (лобовой) удар тел происходит
по линии, соединяющей центры тяжести тел.
Бывает трёх типов:
1.
абсолютно неупругий удар; 2. абсолютно упругий удар;
3. упругий (промежуточный) удар.
m1
m2
V1
V2
Слайд 38Абсолютно неупругий удар
При абсолютно неупругом ударе тела:
- деформируются;
- после удара
движутся с одинаковыми скоростями.
При деформации часть кинетической энергии превращается во
внутреннюю энергию, поэтому для этого удара сохраняется только импульс системы тел.
Слайд 40Закон сохранения энергии для абсолютно неупругого удара тоже можно записать,
но только с учётом той энергии, которая перейдёт в другие
виды энергии:энергию, ушедшую на деформацию тел;
энергию, выделенную в виде тепла;
энергию, ушедшую на трение и т.д.
Слайд 41Абсолютно упругий удар
При абсолютно упругом ударе тела:
- не деформируются;
- после
удара движутся с разными скоростями и направлениями.
Для такого удара справедливыми
являются два закона сохранения: импульса и энергии.
Слайд 42Для указанного на рисунке случая абсолютно упругого удара законы сохранения
импульса и энергии запишутся как
Х
Слайд 43Рисунок иллюстрирует абсолютно упругий удар шаров разной массы.
После удара
изменились направления движения шаров.
При одинаковой массе шаров получается игра
в билльяр.
Слайд 44Частные случаи
Сталкиваются шары массами m1 и m2.
Скорости шаров до удара
– V1 и V2.
Скорости шаров после удара – U1 и
U2 .Шары с одинаковыми массами (m1= m2) обмениваются энергией: U1 = V2 ; U2 = V1 .
2. Шары с одинаковыми массами (m1= m2), но второй шар неподвижен (V2 = 0) – происходит обмен импульсами: первый шар остановится, а второй будет двигаться со скоростью первого(U2 = V1 ).
3. Столкновение шара со стеной (V2 = 0, m2 много больше m1 ): U1 = -V1 .
Слайд 45Законы сохранения в микромире
В заключение темы отметим, что рассмотренные выше
фундаментальные законы сохранения справедливы как в макромире, так и в
микромире.В области элементарных частиц количество законов сохранения увеличивается.
Отметим среди них некоторые законы сохранения:
1. закон сохранения электрического заряда;
2. закон сохранения барионного заряда;
3. закон сохранения лептонного заряда;
4. закон сохранения чётности, странности, очарования и др.
Слайд 46Эти законы представляют собой равенство некоторых чисел на входе и
выходе всевозможных превращений элементарных частиц.
Эти законы не связаны с фундаментальными
свойствами пространства и времени.
