Реферат: Законы сохранения в механике

ЗМІСТ

ВСТУП 2

ЗАКОН ЗБЕРЕЖЕННЯ ЕНЕРГІЇ СИСТЕМИ. 3

1.1. Потенціальна енергія системи. 3

1.2. Кінетична енергія системи. 6

1.3. Класифікація сил. 7

1.4. Закон збереження енергії. 8

II. ЗАКОН ЗБЕРЕЖЕННЯ ІМПУЛЬСУ. 12

2.1. Імпульс частинки. 12

2.2. Імпульс системи. 12

2.3. Закон збереження імпульсу. 14

III. ЗАКОН ЗБЕРЕЖЕННЯ МОМЕНТУ ІМПУЛЬСУ 18

3.1. Момент імпульсу частинки. 18

3.2. Рівняння моментів. 19

3.3. Момент імпульсу і момент сили відносно осі. 21

3.4. Закон збереження моменту імпульсу. 23

ВИСНОВОК 29

ЛІТЕРАТУРА 31

ВСТУП

Закони збереження енергії, імпульсу та моменту імпульсу відносяться до числа тих найбільш фундаментальних принципів фізики, значення яких важко переоцінити. Роль цих законів особливо зросла після того, як вияснилось, що вони далеко виходять за рамки механіки і представляють собою універсальні закони природи. До цих пір не було виявлено жодного явища, де б порушувались ці закони. Вони безпомилково “діють” і в області елементарних частинок, і в області космічних об’єктів, у фізиці атома і фізиці твердого тіла та являються одними з тих небагатьох загальних законів, які лежать в основі сучасної фізики.

Відкривши можливість іншого підходу до розгляду класичних механічних явищ, закони збереження стали потужним інструментом дослідження, яким кожного дня користуються фізики. Ця найважливіша роль законів збереження як інструмента дослідження обумовлена рядом причин. Закони збереження не залежать ні від траєкторій частинок, ні від характеру діючих сил. Тому вони дозволяють отримати ряд досить загальних і важливих висновків про властивості різних механічних процесів, не занурюючись в їх детальний розгляд за допомогою рівнянь руху. Якщо, наприклад, виявляється, що якийсь процес суперечить законам збереження, то одразу можна стверджувати: цей процес неможливий і безглуздо намагатися його здійснити. Той факт, що закони збереження не залежать від характеру діючих сил, дозволяє використовувати їх навіть тоді, коли сили взагалі невідомі. В цих випадках закони збереження є єдиним і незамінним інструментом дослідження. Так, наприклад, відбувається у фізиці елементарних частинок. Навіть в тих випадках, коли сили відомі, закони збереження допомагають розв’язувати багато задач про рух частинок. Всі ці задачі можуть бути розв’язані за допомогою рівнянь руху, але застосування законів збереження дуже часто дозволяє отримувати розв’язок більш простим шляхом.

ЗАКОН ЗБЕРЕЖЕННЯ ЕНЕРГІЇ СИСТЕМИ.

3 Потенціальна енергія системи.

Розглянемо замкнуту систему, між частинками якої діють тільки центральні сили, тобто сили, які залежать лише від відстані між частинками і напрямлені по прямій, що їх з’єднує.

Покажемо, що в довільній системі відліку робота всіх цих сил при переході системи частинок із одного стану в інший може бути представлена як спадання деякої функції, що залежить тільки від конфігурації самої системи або від відносного розташування її частинок. Цю функцію назвемо власною потенціальною енергією системи (на відміну від потенціальної енергії, яка характеризується взаємодією даної системи з іншими тілами).

Спочатку візьмемо систему з двох частинок. Обчислимо елементарну роботу сил, з якими ці частинки взаємодіють між собою. Нехай в довільній системі відліку в деякий момент часу розташування частинок визначається радіус векторами [pic] і [pic]. Якщо за час [pic] частинки здійснили переміщення [pic] і [pic], то робота сил взаємодії [pic] і [pic] буде дорівнювати:

[pic].

Тепер враховуємо, що згідно третього закону Ньютона [pic], тому попередній вираз можна записати у вигляді:

[pic].

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--