Законы сохранения - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Законы сохранения. Доклад-сообщение содержит 46 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Мультимедийные лекции по физике Классическая и релятивистская механика

Слайд 2

Описание слайда:

Тема 5. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ План лекции 5.1. Законы сохранения в классической механике. 5.2. Закон сохранения механической энергии. 5.3. Закон сохранения импульса. 5.4. Закон сохранения момента импульса.

Слайд 3

Описание слайда:

5.1. 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 4

Описание слайда:

Однородность времени отражает тот факт, что результат опыта не зависит от времени его проведения. Однородность 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 5

Описание слайда:

Важно понять условия, при которых выполняется тот или иной закон сохранения. Важно 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 6

Описание слайда:

Силы, которые действуют на тела системы со стороны внешних тел, называются внешними. Силы, 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 7

Описание слайда:

Реальным приближением к замкнутой системе служит система: Реальным 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 8

Описание слайда:

Механическая система называется консервативной, если на тела системы действуют только консервативные силы. Механическая система называется консервативной, если на тела системы действуют только консервативные силы.

Слайд 9

Описание слайда:

5.2. 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 10

Описание слайда:

работа внутренних консервативных сил, - работа внутренних неконсервативных сил.

Слайд 11

Описание слайда:

– работа внешних консервативных сил; - работа внешних неконсервативных сил.

Слайд 12

Описание слайда:

Работа внутренних консервативных сил равна убыли потенциальной энергии взаимодействия точек системы друг с другом: Работа 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 13

Описание слайда:

Подставим это в уравнение для dEK и перенесем в левую часть. Подставим это в уравнение для dEK и перенесем в левую часть. или

Слайд 14

Описание слайда:

Потенциальная энергия механической системы Eп складывается из Потенциальная 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 15

Описание слайда:

Таким образом, Таким образом, После интегрирования получим: Последнее выражение запишем короче:

Слайд 16

Описание слайда:

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 17

Описание слайда:

Пусть в системе неконсервативные силы отсутствуют, тогда система будет консервативной: Пусть 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 18

Описание слайда:

5.2. 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 19

Описание слайда:

Слайд 20

Описание слайда:

Внутренние силы обозначим символами . Внутренние силы обозначим символами . Внешние силы, действующие на каждое из тел, обозначим как .

Слайд 21

Описание слайда:

Запишем для каждого из тел второй закон Ньютона в его наиболее общей форме. Запишем для каждого из тел второй закон Ньютона в его наиболее общей форме.

Слайд 22

Описание слайда:

Просуммируем левые и правые части равенств. Просуммируем 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

Описание слайда:

Векторная сумма импульсов всех тел называется импульсом системы: Векторная сумма импульсов всех тел называется импульсом системы: Векторная сумма действующих на систему сил есть равнодействующая всех внешних сил.

Слайд 24

Описание слайда:

Тогда можно переписать Тогда 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

Описание слайда:

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 26

Описание слайда:

На практике достаточно часто приходится иметь дело со взаимодействием тел в условиях, когда действием внешних сил пренебречь нельзя (система не замкнута). На 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 27

Описание слайда:

С законом сохранения импульса связаны такие понятия как^ С законом сохранения импульса связаны такие понятия как^ реактивное движение; отдача.

Слайд 28

Описание слайда:

5.3. 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 29

Описание слайда:

Слайд 30

Описание слайда:

Изменение момента импульса каждой из частиц системы обусловлено действием моментов внутренних и внешних сил. Изменение момента импульса каждой из частиц системы обусловлено действием моментов внутренних и внешних сил. Согласно закону изменения момента импульса имеем:

Слайд 31

Описание слайда:

– 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 32

Описание слайда:

Векторная сумма моментов импульсов всех частиц системы называется моментом импульса системы: Векторная 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

Описание слайда:

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 34

Описание слайда:

Если внешние силы отсутствуют или их равнодействующая сила равна нулю, то система будет замкнутой. Если 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 35

Описание слайда:

Рисунок иллюстрирует закон сохранения момента импульса: , но Рисунок иллюстрирует закон сохранения момента импульса: , но

Слайд 36

Описание слайда:

На практике часто приходится рассматривать вращение взаимодействующих тел относительно некоторой неподвижной оси Z. На 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 37

Описание слайда:

Применение 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.

Слайд 38

Описание слайда:

Абсолютно 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 39

Описание слайда:

Закон сохранения импульса в скалярной форме в проекциях на ось х: Закон сохранения импульса в скалярной форме в проекциях на ось х:

Слайд 40

Описание слайда:

Закон сохранения энергии для абсолютно неупругого удара тоже можно записать, но только с учётом той энергии, которая перейдёт в другие виды энергии: Закон 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 41

Описание слайда:

Абсолютно 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 42

Описание слайда:

Для указанного на рисунке случая абсолютно упругого удара законы сохранения импульса и энергии запишутся как Для указанного на рисунке случая абсолютно упругого удара законы сохранения импульса и энергии запишутся как

Слайд 43

Описание слайда:

Рисунок иллюстрирует абсолютно упругий удар шаров разной массы. Рисунок иллюстрирует абсолютно упругий удар шаров разной массы. После удара изменились направления движения шаров. При одинаковой массе шаров получается игра в билльяр.

Слайд 44

Описание слайда:

Частные 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 45

Описание слайда:

Законы 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 46

Описание слайда:

Эти законы представляют собой равенство некоторых чисел на входе и выходе всевозможных превращений элементарных частиц. Эти законы представляют собой равенство некоторых чисел на входе и выходе всевозможных превращений элементарных частиц. Эти законы не связаны с фундаментальными свойствами пространства и времени.

Теги Законы сохранения

Похожие презентации