Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Физика для школьников старших классов и поступающих" -> 16

Физика для школьников старших классов и поступающих - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. Физика для школьников старших классов и поступающих — М.: Дрофа, 2005. — 795 c.
ISBN 5-7107-9384-1
Скачать (прямая ссылка): fizikadlyashkolnikovstarshihklasov2005 .djvu
Предыдущая << 1 .. 10 11 12 13 14 15 < 16 > 17 18 19 20 21 22 .. 236 >> Следующая


"нп

W

«1,

так что

1, где AW ~ Анп — изменение механической

AW W

энергии системы.

5°. Состоянием механического равновесия системы называется такое состояние, из которого она может быть выведена только в результате внешнего силового воздействия. В этом состоянии все материальные точки системы находятся в покое, так что кинетическая энергия системы равна нулю. Состояние механического равновесия называется устойчивым, если малое внешнее воздействие на систему вызывает малое изменение ее состояния. При этом в системе возникают силы, стремящиеся возвратить систему в состояние равновесия. Состояние механического равновесия называется неустойчивым, если система при сколь угодно малом внешнем воздействии выходит из этого состояния и больше не возвращается в него. При
52

ГЛ. 1.3. РАБОТА И МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ

этом возникают силы, вызывающие дальнейшее отклонение системы от состояния равновесия.

Закон сохранения механической энергии позволяет указать условия равновесия консервативных систем: в состояниях устойчивого равновесия потенциальная энергия системы имеет минимумы, а в состояниях неустойчивого равновесия — максимумы.

6°. На основе закона сохранения механической энергии можно выяснить, какова область возможных конфигураций консервативной системы (1.3.3.1°). Кинетическая энергия системы Wk > 0. Поэтому при заданном значении W механической энергии системы последняя может находиться только в таких состояниях, которые удовлетворяют условию: Wn < W. Рис. 1.3.5 соответствует простейшему случаю, когда материальная точка совершает одномерное движение вдоль оси OX во внешнем стационарном потенциальном поле. Потенциальная энергия точки является функцией только одной координаты х, т. е. Wn = Wn(X). График этой зависимости, показанный на рис. 1.3.5, называется потенциальной кривой. При фиксированном значении W механической энергии материальной точки, показанном на рис. 1.3.5, точка может двигаться, оставаясь в одной из следующих трех областей: х < X1 (область I), X2 < X < х3 (область III) их > X4 (область F)- Они отделены друг от друга областями II и TV так называемых потенциальных барьеров aeb и Cgd,, в пределах которых материальная точка находиться не может. На границах потенциальных барьеров (в точках а, Ь, с и d) материальная точка изменяет направление своего движения на противоположное, причем в области I точка может неограниченно удаляться влево от границы а

Рис. 1.3.5
§ 1.3.5. АБСОЛЮТНО УПРУГИЙ И НЕУПРУГИЙ УДАРЫ

53

барьера, а в области V — вправо от границы d барьера. В области III материальная точка колеблется между точками бис — она находится в так называемой потенциальной яме bfc.

§ 1.3.5. Абсолютно упругий и неупругий удары

1°. Ударом называется столкновение тел, при котором за весьма малый промежуток времени происходит значительное изменение скоростей тел. Например, молот ударяет по отковываемому изделию, лежащему на наковальне, молоток ударяет по шляпке забиваемого гвоздя ыи т. п.

Линией удара называется общая нормаль, проведенная к поверхностям двух соударяющихся тел в месте их соприкосновения при ударе. Удар называется центральным, если в момент удара центры масс сталкивающихся тел (1.2.3.3°) находятся на линии удара. Примером такого удара может служить удар двух шаров. Удар называется прямым, если скорости центров масс сталкивающихся тел перед ударом направлены параллельно линии удара. В противном случае удар называется косым.

2°. При ударе тела деформируются, и в местах их соприкосновения возникают кратковременно действующие, но весьма значительные силы, называемые ударными силами. Для системы соударяющихся тел эти силы являются внутренними1, т. е. не изменяют суммарного импульса системы. Внешние силы, постоянно действующие на систему (например, силы тяжести тел), обычно очень малы по сравнению с ударными силами. Поэтому, хотя импульсы ударных сил (1.2.4.2°) за время т продолжительности удара соизмеримы с импульсами сталкивающихся тел (1.2.3.4°), результирующий импульс всех постоянно действующих внешних сил за тот же промежуток времени т мал по сравнению с импульсами тел. Соответственно и работа внешних сил над системой за время т мала по сравнению с механической энергией системы. Таким образом, систему тел в процессе их соударения можно приближенно считать замкнутой системой (1.2.2.4°), а при расчете результатов удара пользоваться законами сохранения импульса (1.2.7.1°), момен-

1 Предполагается, что соударяющиеся тела либо свободны (1.2.2.3°), либо наложенные на них связи таковы, что ударные реакции связей не возникают.
54

ГЛ. 1.3. РАБОТА И МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ

та импульса (1.4.4.1°) и полной энергии (11.2.1.1°). Если при ударе тела деформируются как вполне упругие, то ударные силы потенциальны и в системе выполняется закон сохранения механической энергии (1.3.4.2°).

3°. Удар двух тел называется абсолютно неупругим, если после удара оба тела движутся как одно целое. Достаточно близки к абсолютно неупругому удару, например, такие процессы, как удар молота копра по забиваемой им свае, попадание пули в тележку с песком, в котором пуля застревает. При неупругом ударе происходят различного рода процессы в соударяющихся телах (их пластические деформации, трение и др.), в результате которых кинетическая энергия системы частично преобразуется в ее внутреннюю энергию (11.2.1.2°).
Предыдущая << 1 .. 10 11 12 13 14 15 < 16 > 17 18 19 20 21 22 .. 236 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed