Алматы «Атамұра» 2017
Ïîòåíöèàëüíàÿ ýíåðãèÿ óïðóãî äåôîðìèðîâàííîé ïðóæèíû
жүктеу/скачать 19,59 Mb. Pdf көрінісі
|
7 класс физика
| 3.
Ïîòåíöèàëüíàÿ ýíåðãèÿ óïðóãî äåôîðìèðîâàííîé ïðóæèíû . Выше мы определяли потенциальную энергию тела в зависимости его положения относительно другого тела. Теперь определим потен- циальную энергию тела, возникающую при изменении взаимораспо- ложения одной части тела относительно другой его части. Для этого определим работу, совершаемую под действием силы упругости, воз- никающей во время сжатия или растяжения пружины. Мы знаем, что на деформирован- ную пружину (рис. 5.6) действует си ла упругости: F = k · | D õ |, где | D õ | – аб солютное удлинение пружи- íû; k – коэффициент пропорциональ- ности, на зываемый æåñòêîñòüþ . Нормальное состояние пружины показано на рис. 5.6, à . В качестве начала координат возьмем точку Î , положение которой соответствует сво- бодному концу недеформирован ной пружины. Вы ведем пружину из не- Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 139 деформированного состояния растяжением ее до точки À 1 . Тогда на нее будет действовать сила упругости F 1 . Под действием этой силы точка À перемещается до положения À 2 (рис. 5.6, á, â ), где будет дей- ствовать сила упругости F 2 . При этом перемещение равно õ = õ 1 – õ 2 , где õ 1 – начальное удлинение пружины, õ 2 – конечное удлинение пружины. Сила упругости является переменной величиной, которая изме- няется в зависимости от состояния деформации õ , т. е.: F 1 = k · õ 1 ; F 2 = k · õ 2 и т. д. Поэтому работа переменной силы упругости равна произведению ее средней силы на перемещение: À = F ср · õ = F ср ( õ 1 – õ 2 ), где F ср = 1 2 ( F 1 + F 2 ) = 1 2 ( kõ 1 + kõ 2 ). Тогда: À = 1 2 ( kõ 1 + kõ 2 ) ( õ 1 – õ 2 ). В итоге, раскрывая скобки, получим выражение: A kx kx = − 1 2 2 2 2 2 . 4. Таким образом, работа силы упругости равна разности двух величин вида kõ 2 2 . Следовательно, такая разность, напоминающая разность энергетических уровней физических величин ( A = Å 2 – Å 1 = D Å ) характеризует либо кинетическую, либо потенциальную энергию. Ве личина kõ 2 2 , как видим, зависит только от положения пружины õ ( k – постоянная величина). Стало быть, она представляет свойство потен циальной энергии. Итак, жүктеу/скачать 19,59 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|