4.1. Основные понятия об энергии механической системы кратко

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про энергия, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое энергия, энергия механической системы , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Физические основы механики.

В физике механическая энергия описывает сумму потенциальной и кинетической энергий, имеющихся в компонентах механической системы. Механическая энергия — это энергия, связанная с движением объекта или его положением, способность совершать механическую работу; это энергия движения и сопровождающего его взаимодействия.

1. Энергия тела – физическая величина, показывающая работу, которую может совершить рассматриваемое тело (за любое, в том числе неограниченное время наблюдения). Тело, совершающее положительную работу, теряет часть своей энергии. Если же положительная работа совершается над телом, энергия тела увеличивается. Для отрицательной работы – наоборот.

• Энергией называют физическую величину, которая характеризует способность тела или системы взаимодействующих тел совершить работу.
• Единица энергии в СИ 1 Джоуль (Дж).

2. Кинетической энергией называется энеpгия движущихся тел. Под движением тела следует понимать не только перемещение в пространстве, но и вращение тела. Кинетическая энергия тем больше, чем больше масса тела и скорость его движения (перемещения в пространстве и/или вращения). Кинетическая энеpгия зависит от тела, по отношению к которому измеряют скорость рассматриваемого тела.

• Кинетическая энергия Е_к тела массой m, движущегося со скоростью v, определяется по формуле Е_к =mv²/2

3. Потенциальной энергией называется энергия взаимодействующих тел или частей тела. Различают потенциальную энергию тел, находящихся под действием силы тяжести, силы упругости, архимедовой силы. Любая потенциальная энергия зависит от силы взаимодействия и расстояния между взаимодействующими телами (или частями тела). Потенциальная энергия отсчитывается от условного нулевого уровня.

• Потенциальной энергией обладают, например, груз, поднятый над поверхностью Земли, и сжатая пружина.
• Потенциальная энергия поднятого груза Е_п = mgh.
• Кинетическая энергия может превращаться в потенциальную, и обратно.

4. Механической энергией тела называют сумму его кинетической и потенциальной энергий. Поэтому механическая энеpгия любого тела зависит от выбора тела, по отношению к которому измеряют скорость рассматриваемого тела, а также от выбора условных нулевых уровней для всех разновидностей имеющихся у тела потенциальных энергий.

• Механическая энергия характеризует способность тела или системы тел совершить работу вследствие изменения скорости тела или взаимного положения взаимодействующих тел.

5. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Внутренней энергией называется такая энергия тела, за счет которой может совершаться механическая работа, не вызывая убыли механической энергии этого тела. Внутренняя энеpгия не зависит от механической энергии тела и зависит от строения тела и его состояния.

Мы познакомились с понятием импульса тела, являющегося мерой его поступательного движения. Однако эта динамическая характеристика тела не может служить универсальной мерой для всех форм движения. Рассмотрим равномерное прямолинейное движение тела, происходящее с трением. В этом случае сила трения уравновешивается , приложенной к телу, причем Трение, как известно, влечет за собой нагревание, связанное спреобразованием механического движения трущихся тел в беспорядочное движение молекул, из которых состоят тела. Однако вектор импульса тела при равномерном прямолинейном движении остается постоянным и никак не характеризует количество выделившейся теплоты. Единой мерой различных форм движения служит физическая величина, называемая энергией. энергия механической системы количественно характеризует эту систему с точки зрения возможных в ней количественных и качественных превращений движения. Эти превращения обусловлены взаимодействием тел системы как между собой, так и с внешними телами. Движение является неотъемлемым свойством материи. Поэтому всякое, тело обладает энергией или, как часто говорят, запасом энергии, являющейся мерой его движения. Для количественной характеристики качественно различных форм движения вводятся соответствующие им виды (формы) энергии,- механическая, внутренняя, электромагнитная и др.

6 Кинетической энергией механической системы называется сумма кинетических энергий всех точек этой системы:

где mk и vk — масса и скорость k-й материальной точки, принадлежащей данной системе.

На основании теоремы Кенига кинетическая энергия произвольной механической системы определяется по формуле

где M — масса всей системы;
v_c — скорость центра масс системы;
m_k — масса k-й точки системы;
v_kr — относительная скорость k-й точки при движении ее вокруг центра масс (т.е. v_k=v_c +v_kr).

Из этой формулы можно получить следующие частные случаи для твердого тела:

История понятия энергия, введение термина «энергия»

Переход от понятия «живой силы» к понятию «энергии» произошел в начале второй половине XIX века и был связан с тем, что понятие силы уже было занято в ньютоновской механике. Само понятие энергии в этом смысле было введено еще в 1807 году Томасом Юнгом в его «Курсе лекций по естественной философии и механическому искусству» (англ. «A course of lectures on natural philosophy and the mechanical arts»)^[35][36]. Первое строгое определение энергии дал Уильям Томсон в 1852 году в работе «Динамическая теория тепла»^[26][37]:

Под энергией материальной системы в определенном состоянии мы понимаем измеренную в механических единицах работы сумму всех действий, которые производятся вне системы, когда она переходит из этого состояния любым способом в произвольно выбранное нулевое состояние

Сохранение механической энергии

Закон сохранения механической энергии утверждает, что в изолированной системе, где действуют только консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется

Отличие от других видов энергии

Классификация энергии по различным «типам» часто соответствует границам областей исследования в естественных науках.

• Химическая энергия — вид потенциальной энергии, запасенной в химических связях. Изучается в химии.
• Ядерная энергия — энергия, запасенная во взаимодействиях частиц в атомном ядре. Изучается в ядерной физике.
• Электромагнитная энергия — в виде электрических зарядов, магнитных полей и фотонов. Изучается в теории электромагнетизма.
• Различные формы энергии в квантовой механике, например, энергетические уровни электронов в атом

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• механическая работа
• кинетическая энергия
• потенциальная энергия

Пожалуйста, пиши комментарии, если ты обнаружил что-то неправильное или если ты желаешь поделиться дополнительной информацией про энергия Надеюсь, что теперь ты понял что такое энергия, энергия механической системы и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Физические основы механики