Закон сохранения импульса

Количество движения (импульс) материальной точки Кi = mivi.Это векторная величина, его направление совпадает с направлением скорости. Количество движения (импульс) системы:

К =

Полный импульс (количество движения) замкнутой системы (на которую не действуют внешние силы) с течением времени не изменяется:

dK / dt = 0, или К = = const.

В проекциях на оси декартовой системы координат:

, ,

Взаимодействие тел, составляющих замкнутую систему, приводит только к обмену количеством движения между этими телами, но не может изменить движения системы как целого: при любом взаимодействии между телами, образующими замкнутую систему, скорость движения центра инерции системы не изменяется:

, или

Закон сохранения и превращения энергии: при любых процессах в изолированной системе ее полная энергия сохраняется (движение материи несотворимо и неуничтожимо – оно может лишь переходить из одних форм в другие).

Энергия – единая мера различных форм движения. Количественные характеристики зависят от вида энергии (механическая, внутренняя, химическая, ядерная, электромагнитная и др.).

Два способа передачи движения и соответствующей ему энергии от одного тела к другому – в форме работы и в форме теплоты (путем теплообмена). Для микрочастиц (атомы, электроны) эти понятия неприменимы.

Передача энергии в форме работы производится в процессе силового взаимодействия тел (работа сил, приложенных к телу).

Передача энергии путем теплообмена между телами обусловлена различием температур тел и может осуществляться при непосредственном как контакте тел (теплопроводность и конвективный теплообмен), так и посредством испускания и поглощения электромагнитного излучения (лучистый теплообмен).

Полная энергия тела – сумма механической и внутренней энергии.

Механической энергией называется энергия механического движения и взаимодействия тел. Механическая энергия консервативной системы сохраняется неизменной в процессе движения системы. Система тел консервативна, если все внешние силы, действующие на систему, являются стационарными и потенциальными.

Внутренняя энергия тела зависит от его состояния (например, от нагревания, от того, твердое или жидкое тело). При движениях, связанных с преодолением сил трения, механическая энергия системы движущихся тел уменьшается, но возрастает их внутренняя энергия (тела нагреваются). Передача теплоты – процесс, при котором внутренняя энергия одних тел уменьшается, других – увеличивается, механическая энергия не изменяется (не совершается работа). Характеристик процесса теплопередачи - количество теплоты – (изменение внутренней энергии), измеряется в тех же единицах, что и механическая энергия (в джоулях).

Силы, действующие на материальную точку (тело), называются потенциальными, если работа этих сил при перемещении точки (тела) зависит только от начального и конечного положения точки (тела) в пространстве и не зависит от пути перемещения.

Система называется диссипативной, если ее механическая энергия с течением времени уменьшается (рассеивается) за счет преобразования в другие (немеханические) формы энергии.

Процесс уменьшения механической энергии системы называется диссипацией энергии.

Общий закон сохранения энергии в применении к механике означает следующее.

Закон сохранения механической энергии. В замкнутой механической системе сумма механических видов энергии (потенциальной и кинетической, включая энергию вращательного движения) остается неизменной.

W_п + W_к + W_вр = W_полн = const.

Полная механическая энергия системы тел, на которые действуют лишь консервативные силы[1], остается постоянной:

E = К + П_взаим + П_внеш = const

К – кинетическая энергия,

П_взаим – потенциальная энергия взаимодействия системы (слагается из энергий взаимодействия частиц),

П_внеш - потенциальная энергия во внешнем поле сил.

Передача энергии в форме работы производится в процессе силового взаимодействия тел (работа сил, приложенных к телу). Силы являются причиной либо ускорения тела (динамическое действие), либо изменения его формы (статическое действие).