header_br


Google      




Incursiune in lumea fizicii


Principiul conservarii energiei







O forta care, actionand asupra unui corp, efectueaza lucru mecanic ce nu depinde de drumul parcurs si de legea dupa care se misca se numeste forta conservativa (forta de greutate, forta elastica etc). O forta efectueaza lucru mecanic daca actionand asupra corpului isi deplaseaza punctul de aplicatie pe dreapta suport . (L = F d ,[F ]si[d]si= Nm =j) Sub actiunea unei forte conservative un corp de masa m, trece la momentul initial to prin punctul A cu viteza vA si ajunge in punctul B cu viteza vB la momentul t1. Lucrul mecanic al fortelor conservative depinde numai de pozitia initiala si finala a corpului si nu depinde de forma traiectoriei. Lucrul mecanic LA→B efectuat de o forta conservativa, la deplasarea unui corp din punctul A in punctul B este descris printr-o marime fizica scalara numita energie potentiala Ep (energie de pozitie) a carei variatie este egala si de sens contrar cu lucrul mecanic efectuat de fortele conservative in timpul acestei variatii LA→B = Ep(A) - Ep(B) , unde Ep(A) si Ep(B) reprezinta valorile energiei potentiale in punctele A, respectiv B. In acelasi interval de timp are loc o variatie a energiei cinetice (energie de miscare)
LA→B = Ec(B) - Ec(A)
LA→B = Ec(B) - Ec(A) = Ep(A) - Ep(B)
Ec(B) = mv²B, este energia cinetica in punctul B,
Ec(A) = =mv²A, este energia cinetica in punctul A.
Rezulta imediat:
Ec(B) + Ep(B) = Ec(A) + Ep(A)
Suma dintre energia cinetica si energia potentiala intr-o stare data se numeste energia mecanica totala.
E = Ec + Ep
Rezulta ca E(B) = E(A) Energia mecanica a sistemului izolat in care actioneaza numai forte conservative, are o valoare constanta pentru orice stare a sistemului. Deoarece egalitatea de mai sus are loc pentru orice pereche de puncte A si B, putem afirma ca:
Energia mecanica totala a punctului material, asupra caruia actioneaza numai forte conservative, ramane constanta in tot timpul miscarii.
Cu alte cuvinte energia mecanica totala a punctului material se conserva in timp, iar relatia E(B) = E( A )reprezinta formularea matematica a principiului conservarii energiei.
Acest principiu ne arata ca o scadere a energiei cinetice duce la o crestere a energiei potentiale si invers (E = Ec + Ep = const.); in acest sens se poate vorbi despre transformarea reciproca a energiei cinetice in energie potentiala.
Daca asupra unui corp actioneaza si forte neconservative, cum sunt de exemplu fortele de frecare, lucrul mecanic total LA→B va fi dat de suma dintre lucrul mecanic al fortelor conservativa si lucrul mecanic al fortelor de frecare.
LA→B = LA→Bcons + LA→Bfrecare
Pe de alta parte LA→B = ΔEc =Ec( B ) - Ec ( A ) ,deci
Ec( B ) - Ec ( A ) = LA→Bcons + LA→Bfrecare
In membrul drept doar LA→Bcons poate fi scris ca variatie a energiei potentiale . Forta de frecare nu este o forta conservativa deoarece lucrul mecanic al acesteia pe o curba inchisa, evident nu este zero, ceea ce inseamna ca depinde de forma drumului. Prin urmare
LA→Bcons = Ep( A ) - Ep( B ), deci
Ec( B ) - Ec( A ) = Ep( A ) - Ep( B ) + LA→Bfrecare
Ec( B ) + Ep( B ) = Ec( A ) + Ep( A ) = LA→Bfrecare.
Cum suma Ec + Ep reprezinta energia mecanica totala a sistemului, obtinem
E ( B ) = E (A ) + LA→Bfrecare
E ( B ) - E (A )= LA→Bfrecare
In acest caz energia mecanica nu se conserva, iar variatia sa este egala cu lucrul mecanic al fortei de frecare. Deoarece
LA→Bfrecare< 0 rezulta E (B) < E (A), deci forta de frecare provoaca intotdeauna o micsorare a energiei mecanice totale a sistemului. Faptul ca energia mecanica nu se conserva intotdeauna nu incalca principiul conservarii energiei. Intradevar, suprafetele corpurilor in ale caror puncte actioneaza fortele de frecare se incalzesc. Cresterea temperaturii corpului corespunde unor miscari de oscilatie a atomilor si moleculelor din care este format corpul, astfel incat energia cinetica a acestora a crescut. Prin urmare cantitatea cu care a scazut energia mecanica totala a corpului nu se pierde ci se transforma in energie cinetica a miscarii interne a constituentilor corpului, adica in caldura. Intalnim deci un proces de transformare a energiei mecanice in caldura, iar cantitatea de energie transformata este egala cu lucrul mecanic al fortelor de frecare. Daca prin energie totala vom intelege suma dintre energia mecanica totala si energia termica, aceasta marime se conserva.

Orientare





ind.mag

carti
arhimede

Miscarile corpurilor din sistemul solar

Legea atractiei universale descoperita de Newton are o importanta deosebita in cunoasterea mai aprofundata a sistemului nostru solar. Ea a constituit un instrument cu ajutorul caruia s-au putut scrie legile lui Kepler intr-o forma mai generala si a reprezentat elementul de baza in dezvoltarea mecanicii ceresti. Trebuie sa mentionam ca a treia lege descoperita de Kepler nu este formulata riguros. Pe baza legii atractiei universale, mecanica cereasca demonstreaza ca in cazul miscarilor relative a doua corpuri pe traiectorii eliptice este indeplinita relatia: a3/T2( m + M ) = K/4 π2 = const. K = 6,67·10 -11Nm2/kg2 este constanta atractiei universale. In cazul miscarii planetelor din sistemul solar, poate fi folosita forma aproximativa data de Kepler intrucat masele planetelor pot fi neglijate fata de masa Soarelui, ele fiind extrem de mici. Sistemul solar nu este un grup de corpuri izolate ci constituie un grup de corpuri care se atrag reciproc conform legii atractiei universale si putem afirma ca datorita lui Newton miscarile planetelor din sistemul solar au putut fi cunoscute in intregime.

Ştiaţi că :

¤ . . . unitatea de masura fundamentala pentru temperatura absoluta este numita Kelvin ( K ). A fost denumita astfel in cinstea fizicianului englez William Thomson, lord Kelvin.
Raportul de conversie
Din 0C in K → T = t0C + 273,15
Din 0F in K → T = ( tt0F - 32 ) + 273,15
Conversia oC(Celsius) «» oF(Fahrenheit)
Introduceti un numar intr-unul dintre domeniile de mai jos:
Celsius
Fahrenheit

sus

«Pagina precedenta      Pagina urmatoare»


Postati:

Facebook widgets    Twitter widgets    Google plus widgets    linkedin