Закон сохранения и превращения энергии

  • ID: 42066 
  • 15 страниц

Фрагмент работы:

Введение 3

1. Закон сохранения и превращения энергии 4

2. Закон сохранения импульса 6

3. Закон сохранения электрического заряда 8

4. Закон сохранения момента импульса 11

5. Некоторые законы сохранения в микромире 13

Заключение 15

Литература 16

Введение

Законы сохранения физических величин — это утверждения, согласно которым численные значения этих величин не меняются со временем в любых процессах или классах процессов. Фактически во многих случаях законы сохранения просто вытекают из принципов симметрии. Важнейшими законами сохранения, справедливыми для любых изолированных систем, являются:

До создания А. Эйнштейном специальной теории относительности (1905) законы сохранения массы и энергии существовали как два независимых закона. В теории относительности они были слиты воедино. (4)

Кроме всеобщих существуют законы сохранения, справедливые лишь для ограниченного класса систем и явлений. Так, например, существуют законы сохранения, действующие только в микромире. Это: закон сохранения барионного или ядерного заряда; закон сохранения лептонного заряда; закон сохранения изотопического спина; закон сохранения странности.

1. Закон сохранения и превращения энергии

Потенциальная энергия характеризует взаимодействующие тела, а кинетическая энергия — движущиеся тела. И потенциальная, и кинетическая энергия изменяются только в результате такого взаимодействия тел, при котором действующие на тела силы совершают работу, отличную от нуля.

Рассмотрим теперь вопрос об изменениях энергии при взаимодействиях тел, образующих замкнутую систему. Если несколько тел взаимодействуют между собой только силами тяготения и силами упругости и никакие внешние силы на них не действуют, то при любых взаимодействиях тел работа сил упругости или сил тяготения равна изменению потенциальной энергии тел, взятому с противоположным знаком:

[image]

Вместе с тем по теореме о кинетической энергии работа тех же сил равна изменению кинетической энергии:

[image]

Из сравнения этих двух равенств видно, что изменение кинетической энергии тел в замкнутой системе равно по абсолютному значению изменению потенциальной энергии системы тел и противоположно ему по знаку:

[image]

или

[image][3]

Из последнего равенства следует, что сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой силами тяготения и силами упругости, остается постоянной. Это утверждение называется законом сохранения энергии в механических процессах.

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел называется полной механической энергией.