100 façons de perdre du poids 

Énergies cinétiques et potentielles. Énergie cinétique au repos Comment trouver l'énergie cinétique d'une formule corporelle

Informations théoriques de base

travail mécanique

Les caractéristiques énergétiques du mouvement sont introduites sur la base du concept travail mécanique ou travail forcé. Travail effectué par une force constante F, est une grandeur physique égale au produit des modules de force et de déplacement, multiplié par le cosinus de l'angle entre les vecteurs de force F et déplacement S:

Le travail est une quantité scalaire. Il peut être soit positif (0° ≤ α < 90°), так и отрицательна (90° < α ≤ 180°). À α = 90° le travail effectué par la force est nul. Dans le système SI, le travail est mesuré en joules (J). Un joule est égal au travail effectué par une force de 1 newton pour se déplacer de 1 mètre dans la direction de la force.

Si la force change avec le temps, alors pour trouver le travail, ils construisent un graphique de la dépendance de la force au déplacement et trouvent l'aire de la figure sous le graphique - c'est le travail:

Un exemple de force dont le module dépend de la coordonnée (déplacement) est la force élastique d'un ressort, qui obéit à la loi de Hooke ( F extr = kx).

Pouvoir

Le travail effectué par une force par unité de temps est appelé Puissance. Pouvoir P(parfois appelé N) est une grandeur physique égale au rapport du travail UNà la durée t au cours de laquelle ce travail a été réalisé :

Cette formule calcule puissance moyenne, c'est à dire. puissance caractérisant généralement le processus. Ainsi, le travail peut aussi s'exprimer en termes de puissance : UN = Pt(à moins, bien sûr, que la puissance et le temps de faire le travail ne soient connus). L'unité de puissance est appelée watt (W) ou 1 joule par seconde. Si le mouvement est uniforme, alors :

Avec cette formule, on peut calculer puissance instantanée(puissance à un instant donné), si à la place de la vitesse on substitue la valeur de la vitesse instantanée dans la formule. Comment savoir quelle puissance compter ? Si la tâche demande de l'énergie à un moment donné ou à un certain point de l'espace, elle est alors considérée comme instantanée. Si vous posez des questions sur la puissance sur une certaine période de temps ou sur une section du chemin, recherchez la puissance moyenne.

Efficacité - facteur d'efficacité, est égal au rapport travail utile sur dépense, ou puissance utile sur dépense :

Quel travail est utile et ce qui est dépensé est déterminé à partir de l'état d'une tâche particulière par un raisonnement logique. Par exemple, si une grue fonctionne pour soulever une charge à une certaine hauteur, alors le travail de levage de la charge sera utile (puisque la grue a été créée pour cela), et le travail effectué par le moteur électrique de la grue sera dépensé.

Ainsi, la puissance utile et dépensée n'a pas de définition stricte et se trouve par un raisonnement logique. Dans chaque tâche, nous devons nous-mêmes déterminer quel était dans cette tâche le but de faire le travail (travail ou pouvoir utile), et quel était le mécanisme ou la manière de faire tout le travail (pouvoir ou travail dépensé).

Dans le cas général, l'efficacité montre avec quelle efficacité le mécanisme convertit un type d'énergie en un autre. Si la puissance change dans le temps, alors le travail se trouve comme l'aire de la figure sous le graphique de la puissance en fonction du temps :

Énergie cinétique

Une quantité physique égale à la moitié du produit de la masse du corps par le carré de sa vitesse est appelée énergie cinétique du corps (énergie du mouvement):

Autrement dit, si une voiture d'une masse de 2000 kg se déplace à une vitesse de 10 m/s, alors elle a une énergie cinétique égale à E k \u003d 100 kJ et est capable de faire un travail de 100 kJ. Cette énergie peut être convertie en chaleur (lorsque la voiture freine, les pneus des roues, la route et les disques de frein chauffent) ou peut être utilisée pour déformer la voiture et la carrosserie avec laquelle la voiture est entrée en collision (lors d'un accident). Lors du calcul de l'énergie cinétique, peu importe où la voiture se déplace, car l'énergie, comme le travail, est une quantité scalaire.

Un corps a de l'énergie s'il peut travailler. Par exemple, un corps en mouvement possède une énergie cinétique, c'est-à-dire l'énergie du mouvement, et est capable de faire un travail pour déformer les corps ou donner une accélération aux corps avec lesquels une collision se produit.

La signification physique de l'énergie cinétique : pour un corps au repos avec une masse m a commencé à se déplacer à une vitesse v il est nécessaire de faire un travail égal à la valeur obtenue de l'énergie cinétique. Si la masse corporelle m se déplaçant à une vitesse v, alors pour l'arrêter, il faut faire un travail égal à son énergie cinétique initiale. Lors du freinage, l'énergie cinétique est principalement (sauf en cas de collision, où l'énergie est utilisée pour la déformation) « emportée » par la force de frottement.

Théorème de l'énergie cinétique : le travail de la force résultante est égal à la variation de l'énergie cinétique du corps :

Le théorème de l'énergie cinétique est également valable dans le cas général où le corps se déplace sous l'action d'une force changeante dont la direction ne coïncide pas avec la direction du mouvement. Il convient d'appliquer ce théorème à des problèmes d'accélération et de décélération d'un corps.

Énergie potentielle

Avec l'énergie cinétique ou l'énergie du mouvement en physique, un rôle important est joué par le concept énergie potentielle ou énergie d'interaction des corps.

L'énergie potentielle est déterminée par la position mutuelle des corps (par exemple, la position du corps par rapport à la surface de la Terre). Le concept d'énergie potentielle ne peut être introduit que pour les forces dont le travail ne dépend pas de la trajectoire du corps et n'est déterminé que par les positions initiale et finale (ce que l'on appelle forces conservatrices). Le travail de telles forces sur une trajectoire fermée est nul. Cette propriété est possédée par la force de gravité et la force d'élasticité. Pour ces forces, on peut introduire la notion d'énergie potentielle.

Énergie potentielle d'un corps dans le champ de gravité terrestre calculé par la formule :

La signification physique de l'énergie potentielle du corps: l'énergie potentielle est égale au travail effectué par la force de gravité lors de l'abaissement du corps au niveau zéro ( h est la distance entre le centre de gravité du corps et le niveau zéro). Si un corps a de l'énergie potentielle, alors il est capable de faire un travail lorsque ce corps tombe d'une hauteur h jusqu'à zéro. Le travail de gravité est égal à la variation de l'énergie potentielle du corps, prise avec le signe opposé :

Souvent dans les tâches énergétiques, il faut trouver du travail pour soulever (se retourner, sortir de la fosse) le corps. Dans tous ces cas, il faut considérer le mouvement non du corps lui-même, mais seulement de son centre de gravité.

L'énergie potentielle Ep dépend du choix du niveau zéro, c'est-à-dire du choix de l'origine de l'axe OY. Dans chaque problème, le niveau zéro est choisi pour des raisons de commodité. Ce n'est pas l'énergie potentielle elle-même qui a une signification physique, mais son changement lorsque le corps passe d'une position à une autre. Ce changement ne dépend pas du choix du niveau zéro.

Energie potentielle d'un ressort tendu calculé par la formule :

où: k- rigidité du ressort. Un ressort tendu (ou comprimé) est capable de mettre en mouvement un corps qui lui est attaché, c'est-à-dire de communiquer de l'énergie cinétique à ce corps. Un tel ressort dispose donc d'une réserve d'énergie. Étirement ou compression X doit être calculé à partir de l'état non déformé du corps.

L'énergie potentielle d'un corps déformé élastiquement est égale au travail de la force élastique lors du passage d'un état donné à un état à déformation nulle. Si à l'état initial le ressort était déjà déformé et que son allongement était égal à X 1 , puis lors du passage à un nouvel état avec allongement X 2, la force élastique fera un travail égal à la variation de l'énergie potentielle, prise avec le signe opposé (puisque la force élastique est toujours dirigée contre la déformation du corps) :

L'énergie potentielle lors de la déformation élastique est l'énergie d'interaction des différentes parties du corps les unes avec les autres par des forces élastiques.

Le travail de la force de frottement dépend de la distance parcourue (ce type de force dont le travail dépend de la trajectoire et de la distance parcourue est appelé : forces dissipatives). Le concept d'énergie potentielle pour la force de frottement ne peut pas être introduit.

Efficacité

Facteur d'efficacité (COP)- une caractéristique de l'efficacité d'un système (appareil, machine) par rapport à la conversion ou au transfert d'énergie. Elle est déterminée par le rapport de l'énergie utile utilisée sur la quantité totale d'énergie reçue par le système (la formule a déjà été donnée ci-dessus).

L'efficacité peut être calculée à la fois en termes de travail et en termes de puissance. Le travail utile et dépensé (le pouvoir) est toujours déterminé par un simple raisonnement logique.

Dans les moteurs électriques, le rendement est le rapport entre le travail mécanique (utile) effectué et l'énergie électrique reçue de la source. Dans les moteurs thermiques, rapport entre le travail mécanique utile et la quantité de chaleur dépensée. Dans les transformateurs électriques, rapport entre l'énergie électromagnétique reçue dans l'enroulement secondaire et l'énergie consommée par l'enroulement primaire.

En raison de sa généralité, le concept d'efficacité permet de comparer et d'évaluer d'un point de vue unifié des systèmes aussi différents que les réacteurs nucléaires, les générateurs et moteurs électriques, les centrales thermiques, les dispositifs semi-conducteurs, les objets biologiques, etc.

En raison des pertes d'énergie inévitables dues au frottement, à l'échauffement des corps environnants, etc. Le rendement est toujours inférieur à l'unité. En conséquence, l'efficacité est exprimée en fraction de l'énergie dépensée, c'est-à-dire en fraction propre ou en pourcentage, et est une quantité sans dimension. L'efficacité caractérise l'efficacité avec laquelle une machine ou un mécanisme fonctionne. L'efficacité des centrales thermiques atteint 35-40%, les moteurs à combustion interne avec pressurisation et pré-refroidissement - 40-50%, les dynamos et les générateurs haute puissance - 95%, les transformateurs - 98%.

La tâche dans laquelle vous devez trouver l'efficacité ou elle est connue, vous devez commencer par un raisonnement logique - quel travail est utile et ce qui est dépensé.

Loi de conservation de l'énergie mécanique

pleine énergie mécanique la somme de l'énergie cinétique (c'est-à-dire l'énergie du mouvement) et du potentiel (c'est-à-dire l'énergie d'interaction des corps par les forces de gravité et d'élasticité) s'appelle :

Si l'énergie mécanique ne passe pas sous d'autres formes, par exemple en énergie interne (thermique), la somme des énergies cinétique et potentielle reste inchangée. Si l'énergie mécanique est convertie en énergie thermique, alors la variation de l'énergie mécanique est égale au travail de la force de frottement ou des pertes d'énergie, ou à la quantité de chaleur dégagée, et ainsi de suite, en d'autres termes, la variation de l'énergie mécanique totale est égal au travail des forces extérieures :

La somme des énergies cinétiques et potentielles des corps qui composent un système fermé (c'est-à-dire un système dans lequel aucune force externe n'agit et leur travail est égal à zéro, respectivement) et interagissant les uns avec les autres par des forces gravitationnelles et des forces élastiques, reste inchangé:

Cette déclaration exprime loi de conservation de l'énergie (LSE) dans les processus mécaniques. C'est une conséquence des lois de Newton. La loi de conservation de l'énergie mécanique n'est remplie que lorsque les corps d'un système fermé interagissent les uns avec les autres par des forces d'élasticité et de gravité. Dans tous les problèmes sur la loi de conservation de l'énergie, il y aura toujours au moins deux états du système des corps. La loi dit que l'énergie totale du premier état sera égale à l'énergie totale du deuxième état.

Algorithme de résolution de problèmes sur la loi de conservation de l'énergie :

  1. Trouvez les points de la position initiale et finale du corps.
  2. Notez quelles ou quelles énergies le corps a à ces points.
  3. Équilibrer l'énergie initiale et finale du corps.
  4. Ajoutez d'autres équations nécessaires des sujets de physique précédents.
  5. Résoudre l'équation ou le système d'équations résultant à l'aide de méthodes mathématiques.

Il est important de noter que la loi de conservation de l'énergie mécanique a permis d'obtenir un lien entre les coordonnées et les vitesses du corps en deux points différents de la trajectoire sans analyser la loi de mouvement du corps en tous les points intermédiaires. L'application de la loi de conservation de l'énergie mécanique peut grandement simplifier la solution de nombreux problèmes.

Dans des conditions réelles, presque toujours les corps en mouvement, ainsi que les forces gravitationnelles, les forces élastiques et d'autres forces, sont affectés par les forces de frottement ou les forces de résistance du milieu. Le travail de la force de frottement dépend de la longueur du trajet.

Si des forces de frottement agissent entre les corps qui composent un système fermé, l'énergie mécanique n'est pas conservée. Une partie de l'énergie mécanique est convertie en énergie interne des corps (échauffement). Ainsi, l'énergie dans son ensemble (c'est-à-dire pas seulement l'énergie mécanique) est conservée dans tous les cas.

Dans toutes les interactions physiques, l'énergie n'apparaît pas et ne disparaît pas. Il ne change que d'une forme à l'autre. Ce fait expérimentalement établi exprime la loi fondamentale de la nature - loi de conservation et de transformation de l'énergie.

Une des conséquences de la loi de conservation et de transformation de l'énergie est l'affirmation qu'il est impossible de créer une « machine à mouvement perpétuel » (perpetuum mobile) - une machine qui pourrait fonctionner indéfiniment sans consommer d'énergie.

Tâches diverses

Si vous avez besoin de trouver un travail mécanique dans le problème, sélectionnez d'abord la méthode pour le trouver:

  1. Les emplois peuvent être trouvés en utilisant la formule : UN = FS parce que α . Trouvez la force qui fait le travail et la quantité de déplacement du corps sous l'action de cette force dans le cadre de référence sélectionné. Notez que l'angle doit être choisi entre les vecteurs de force et de déplacement.
  2. Le travail d'une force externe peut être trouvé comme la différence entre l'énergie mécanique dans les situations finale et initiale. L'énergie mécanique est égale à la somme des énergies cinétique et potentielle du corps.
  3. Le travail effectué pour soulever un corps à vitesse constante peut être trouvé par la formule : UN = mgh, où h- la hauteur à laquelle il s'élève centre de gravité du corps.
  4. Le travail peut être considéré comme le produit du pouvoir et du temps, c'est-à-dire selon la formule : UN = Pt.
  5. Le travail peut être trouvé comme l'aire d'une figure sous un graphique de force par rapport au déplacement ou de puissance par rapport au temps.

La loi de conservation de l'énergie et la dynamique du mouvement de rotation

Les tâches de ce sujet sont assez complexes mathématiquement, mais avec la connaissance de l'approche, elles sont résolues selon un algorithme complètement standard. Dans tous les problèmes, vous devrez considérer la rotation du corps dans le plan vertical. La solution sera réduite à la séquence d'actions suivante :

  1. Il est nécessaire de déterminer le point qui vous intéresse (le point auquel il est nécessaire de déterminer la vitesse du corps, la force de la tension du fil, le poids, etc.).
  2. Écrivez la deuxième loi de Newton à ce stade, étant donné que le corps tourne, c'est-à-dire qu'il a une accélération centripète.
  3. Écrivez la loi de conservation de l'énergie mécanique de sorte qu'elle contienne la vitesse du corps à ce point très intéressant, ainsi que les caractéristiques de l'état du corps dans un état dont on sait quelque chose.
  4. Selon la condition, exprimez la vitesse au carré à partir d'une équation et remplacez-la par une autre.
  5. Effectuez le reste des opérations mathématiques nécessaires pour obtenir le résultat final.

Lorsque vous résolvez des problèmes, rappelez-vous que :

  • La condition pour passer le point supérieur lors de la rotation sur les filets à une vitesse minimale est la force de réaction du support N au point haut vaut 0. La même condition est remplie lors du passage par le point haut de la boucle morte.
  • Lors d'une rotation sur une tige, la condition pour passer le cercle entier est : la vitesse minimale au point haut est 0.
  • La condition de séparation du corps de la surface de la sphère est que la force de réaction du support au point de séparation soit nulle.

Collisions inélastiques

La loi de conservation de l'énergie mécanique et la loi de conservation de la quantité de mouvement permettent de trouver des solutions aux problèmes mécaniques dans les cas où les forces agissantes sont inconnues. Un exemple de ces problèmes est l'interaction d'impact des corps.

Choc (ou collision) Il est d'usage d'appeler l'interaction à court terme des corps, à la suite de laquelle leurs vitesses subissent des changements importants. Lors de la collision de corps, des forces d'impact à court terme agissent entre eux, dont l'ampleur est généralement inconnue. Par conséquent, il est impossible de considérer l'interaction d'impact directement à l'aide des lois de Newton. L'application des lois de conservation de l'énergie et de la quantité de mouvement permet dans de nombreux cas d'exclure le processus de collision de la considération et d'obtenir une relation entre les vitesses des corps avant et après la collision, en contournant toutes les valeurs intermédiaires de ces quantités.

On est souvent confronté à l'interaction d'impact des corps dans la vie quotidienne, dans la technologie et dans la physique (en particulier dans la physique de l'atome et des particules élémentaires). En mécanique, deux modèles d'interaction d'impact sont souvent utilisés - impacts absolument élastiques et absolument inélastiques.

Impact absolument inélastique Une telle interaction de choc est appelée, dans laquelle les corps sont connectés (collés ensemble) les uns aux autres et se déplacent comme un seul corps.

Lors d'un choc parfaitement inélastique, l'énergie mécanique n'est pas conservée. Il passe partiellement ou totalement dans l'énergie interne des corps (échauffement). Pour décrire tout impact, vous devez écrire à la fois la loi de conservation de la quantité de mouvement et la loi de conservation de l'énergie mécanique, en tenant compte de la chaleur dégagée (il est fortement souhaitable de dessiner un dessin au préalable).

Impact absolument élastique

Impact absolument élastique s'appelle une collision dans laquelle l'énergie mécanique d'un système de corps est conservée. Dans de nombreux cas, les collisions d'atomes, de molécules et de particules élémentaires obéissent aux lois de l'impact absolument élastique. Avec un impact absolument élastique, avec la loi de conservation de la quantité de mouvement, la loi de conservation de l'énergie mécanique est remplie. Un exemple simple de collision parfaitement élastique est l'impact central de deux boules de billard, dont l'une était au repos avant la collision.

poinçon central balles s'appelle une collision, dans laquelle les vitesses des balles avant et après l'impact sont dirigées le long de la ligne des centres. Ainsi, en utilisant les lois de conservation de l'énergie mécanique et de la quantité de mouvement, il est possible de déterminer les vitesses des billes après la collision, si leurs vitesses avant la collision sont connues. L'impact central est très rarement mis en œuvre en pratique, notamment lorsqu'il s'agit de collisions d'atomes ou de molécules. Dans une collision élastique non centrale, les vitesses des particules (billes) avant et après la collision ne sont pas dirigées le long de la même ligne droite.

Un cas particulier d'impact élastique non central est la collision de deux boules de billard de même masse, dont l'une était immobile avant la collision, et la vitesse de la seconde n'était pas dirigée le long de la ligne des centres des boules. Dans ce cas, les vecteurs vitesse des billes après collision élastique sont toujours dirigés perpendiculairement les uns aux autres.

Lois de conservation. Tâches difficiles

Corps multiples

Dans certaines tâches sur la loi de conservation de l'énergie, les câbles à l'aide desquels certains objets se déplacent peuvent avoir une masse (c'est-à-dire ne pas être en apesanteur, comme vous en avez peut-être déjà l'habitude). Dans ce cas, le travail de déplacement de tels câbles (à savoir, leurs centres de gravité) doit également être pris en compte.

Si deux corps reliés par une tige en apesanteur tournent dans un plan vertical, alors :

  1. choisissez un niveau zéro pour calculer l'énergie potentielle, par exemple au niveau de l'axe de rotation ou au niveau du point le plus bas où se trouve l'une des charges et faites un dessin;
  2. la loi de conservation de l'énergie mécanique est écrite, dans laquelle la somme des énergies cinétiques et potentielles des deux corps dans la situation initiale est écrite sur le côté gauche, et la somme des énergies cinétiques et potentielles des deux corps dans la situation finale est écrit sur le côté droit;
  3. tenir compte du fait que les vitesses angulaires des corps sont les mêmes, alors les vitesses linéaires des corps sont proportionnelles aux rayons de rotation ;
  4. si nécessaire, écrivez la deuxième loi de Newton pour chacun des corps séparément.

Projectile éclaté

En cas d'éclatement d'un projectile, une énergie explosive est libérée. Pour trouver cette énergie, il faut soustraire l'énergie mécanique du projectile avant l'explosion de la somme des énergies mécaniques des fragments après l'explosion. Nous utiliserons également la loi de conservation de la quantité de mouvement écrite sous la forme du théorème du cosinus (méthode vectorielle) ou sous la forme de projections sur des axes choisis.

Collisions avec une plaque lourde

Laisser vers une plaque lourde qui se déplace à une vitesse v, une boule légère de masse se déplace m avec rapidité tu n.m. Étant donné que l'élan de la balle est bien inférieur à l'élan de la plaque, la vitesse de la plaque ne changera pas après l'impact et elle continuera à se déplacer à la même vitesse et dans la même direction. À la suite d'un impact élastique, la balle s'envolera de la plaque. Ici, il est important de comprendre que la vitesse de la balle par rapport au plateau ne changera pas. Dans ce cas, pour la vitesse finale de la balle, nous obtenons :

Ainsi, la vitesse de la balle après l'impact est augmentée de deux fois la vitesse du mur. Un raisonnement similaire pour le cas où la balle et la plaque se déplaçaient dans le même sens avant l'impact conduit au résultat que la vitesse de la balle est réduite de deux fois la vitesse du mur :

Problèmes sur les valeurs maximales et minimales de l'énergie des balles en collision

Dans les problèmes de ce type, l'essentiel est de comprendre que l'énergie potentielle de déformation élastique des billes est maximale si l'énergie cinétique de leur mouvement est minimale - cela découle de la loi de conservation de l'énergie mécanique. La somme des énergies cinétiques des boules est minimale au moment où les vitesses des boules sont égales en grandeur et dirigées dans la même direction. A ce moment, la vitesse relative des billes est nulle, et la déformation et l'énergie potentielle qui lui est associée sont maximales.

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Comment réussir sa préparation au CT en Physique et Mathématiques ?

Pour préparer avec succès le CT en Physique et Mathématiques, entre autres, trois conditions critiques doivent être remplies :

  1. Étudiez tous les sujets et complétez tous les tests et tâches indiqués dans le matériel d'étude sur ce site. Pour ce faire, vous n'avez besoin de rien du tout, à savoir : consacrer trois à quatre heures par jour à préparer le CT en physique et mathématiques, étudier la théorie et résoudre des problèmes. Le fait est que le DT est un examen où il ne suffit pas seulement de connaître la physique ou les mathématiques, il faut aussi être capable de résoudre rapidement et sans échec un grand nombre de problèmes sur des sujets variés et de complexité variable. Ce dernier ne peut être appris qu'en résolvant des milliers de problèmes.
  2. Apprenez toutes les formules et lois en physique, et les formules et méthodes en mathématiques. En fait, c'est aussi très simple à faire, il n'y a qu'environ 200 formules nécessaires en physique, et même un peu moins en mathématiques. Dans chacun de ces sujets, il existe une douzaine de méthodes standard pour résoudre des problèmes d'un niveau de complexité de base, qui peuvent également être apprises, et ainsi, de manière entièrement automatique et sans difficulté, résoudre la majeure partie de la transformation numérique au bon moment. Après cela, vous n'aurez plus qu'à penser aux tâches les plus difficiles.
  3. Assister aux trois étapes des tests de répétition en physique et en mathématiques. Chaque RT peut être visité deux fois pour résoudre les deux options. Encore une fois, sur le DT, outre la capacité à résoudre rapidement et efficacement les problèmes et la connaissance des formules et des méthodes, il est également nécessaire de pouvoir planifier correctement le temps, répartir les forces et surtout remplir correctement le formulaire de réponse. , sans confondre ni les numéros de réponses et de tâches, ni votre propre nom de famille. De plus, pendant le RT, il est important de s'habituer au style de poser des questions dans les tâches, ce qui peut sembler très inhabituel pour une personne non préparée sur le DT.

Une mise en œuvre réussie, diligente et responsable de ces trois points, ainsi qu'une étude responsable des tests de formation finaux, vous permettront de montrer un excellent résultat au CT, le maximum de ce dont vous êtes capable.

Vous avez trouvé une erreur ?

Si, comme il vous semble, vous avez trouvé une erreur dans le matériel de formation, veuillez l'écrire par e-mail (). Dans la lettre, indiquez le sujet (physique ou mathématiques), le nom ou le numéro du sujet ou du test, le numéro de la tâche, ou l'endroit dans le texte (page) où, selon vous, il y a une erreur. Décrivez également l'erreur alléguée. Votre lettre ne passera pas inaperçue, soit l'erreur sera corrigée, soit on vous expliquera pourquoi ce n'est pas une erreur.

A4. Quels changements une personne remarque-t-elle dans le son avec une augmentation de la fréquence des oscillations dans une onde sonore ?
1) Lancez-vous
2) Baisser le ton
3) Augmenter le volume
4) Diminuer le volume

A5. Les distances entre deux sources d'ondes cohérentes et le point M sont a et b. Le déphasage des oscillations de la source est égal à zéro, la longueur d'onde est égale à l. Si une seule source d'ondes émet, alors l'amplitude des oscillations des particules du milieu au point M est égale à A1, si seulement la seconde, alors - A2. Si la différence de marche des ondes a - b = 3l/2, alors au point M l'amplitude de l'oscillation totale des particules du milieu
1) égal à zéro 2) égal à | A1 – A2| 3) égal à | A1 + A2 |
4) change périodiquement avec le temps

A6. Choisissez la bonne déclaration.
A. Sur la base des expériences de Faraday sur l'induction électromagnétique, Maxwell a théoriquement prédit l'existence d'ondes électromagnétiques.
B. Sur la base des prédictions théoriques de Maxwell, Hertz a découvert expérimentalement les ondes électromagnétiques.
C. Sur la base des expériences de Hertz sur l'étude des ondes électromagnétiques, Maxwell a créé une théorie de leur propagation dans le vide.
1) Uniquement A et B 2) Uniquement A et C 3) Uniquement B et C 4) A et B et C

A7. Quelle affirmation est vraie ?
Dans la théorie du champ électromagnétique de Maxwell
A - un champ électrique alternatif génère un champ magnétique vortex
B - un champ magnétique alternatif génère un champ électrique vortex

A8. Dans un laboratoire scientifique, un accélérateur linéaire est utilisé pour accélérer les particules chargées, et dans le second, un cyclotron, dans lequel les particules sont accélérées, se déplaçant le long d'une trajectoire en spirale. Lequel des laboratoires devrait prendre en compte la possibilité de rayonnement électromagnétique dangereux pour l'homme.
1) Uniquement dans le premier 2) Uniquement dans le second 3) Dans les deux laboratoires
4) Aucun des laboratoires

A9. Quelle affirmation est correcte ?
L'émission d'ondes électromagnétiques se produit lorsque
A - le mouvement d'un électron dans un accélérateur linéaire
B - mouvement oscillatoire des électrons dans l'antenne
1) Uniquement A 2) Uniquement B 3) A et B 4) Ni A ni B

A10. Une particule chargée n'émet pas d'ondes électromagnétiques dans le vide
1) mouvement rectiligne uniforme
2) mouvement uniforme en cercle
3) mouvement oscillatoire
4) tout mouvement avec accélération

A11. Vitesse de propagation des ondes électromagnétiques
1) a une valeur maximale dans le vide
2) a une valeur maximale en diélectriques
3) a une valeur maximale en métaux
4) le même dans n'importe quel environnement

A12. Dans les premières expériences pour étudier la propagation des ondes électromagnétiques dans l'air, la longueur d'onde cm et la fréquence de rayonnement MHz ont été mesurées. Sur la base de ces expériences inexactes, la valeur de la vitesse de la lumière dans l'air a été obtenue, qui est d'environ
1) 100 000 km/s 2) 200 000 km/s 3) 250 000 km/s 4) 300 000 km/s

A13. Les oscillations du champ électrique dans une onde électromagnétique sont décrites par l'équation : E=10sin(107t). Déterminer la fréquence d'oscillation (en Hz).
1) 107 2) 1,6 *106 3)(107 t) 4) 10

A14. Lorsqu'une onde électromagnétique se propage dans le vide
1) seul le transfert d'énergie se produit
2) seul le transfert de quantité de mouvement se produit
3) il y a un transfert d'énergie et de quantité de mouvement
4) il n'y a pas de transfert d'énergie ou de quantité de mouvement

A15. Lorsqu'une onde électromagnétique traverse l'air, des vibrations se produisent
1) molécules d'air
2) densité de l'air
3) intensités des champs électriques et magnétiques
4) concentration en oxygène

A16. Le phénomène prouvant que dans une onde électromagnétique le vecteur d'intensité du champ électrique oscille dans une direction perpendiculaire à la direction de propagation d'une onde électromagnétique est
1) interférence 2) réflexion 3) polarisation 4) diffraction

A17. Indique la combinaison de ces paramètres d'une onde électromagnétique qui changent lorsqu'une onde passe de l'air au verre
1) vitesse et longueur d'onde 2) fréquence et vitesse
3) longueur d'onde et fréquence 4) amplitude et fréquence

A18. Quel phénomène est caractéristique des ondes électromagnétiques, mais n'est pas une propriété générale des ondes de toute nature ?
1) interférence 2) réfraction 3) polarisation 4) diffraction

A19. Sur quelle longueur d'onde faut-il régler la radio pour écouter la radio Europa+ qui émet à la fréquence 106,2 MHz ?
1) 2,825 dm 2) 2,825 cm 3) 2,825 km 4) 2,825 m

A20. La modulation d'amplitude des oscillations électromagnétiques à haute fréquence dans un émetteur radio est utilisée pour
1) augmenter la puissance de la radio
2) changements dans l'amplitude des oscillations à haute fréquence
3) changements dans l'amplitude des oscillations de la fréquence sonore
4) définir une certaine fréquence de rayonnement d'une station de radio donnée

L'expérience quotidienne montre que des corps immobiles peuvent être mis en mouvement et des corps en mouvement peuvent être arrêtés. Nous faisons constamment quelque chose, le monde s'agite, le soleil brille... Mais où les humains, les animaux et la nature dans son ensemble trouvent-ils la force de faire ce travail ? Disparaît-il sans laisser de trace ? Un corps commencera-t-il à bouger sans changer le mouvement de l'autre ? Nous parlerons de tout cela dans notre article.

La notion d'énergie

Pour le fonctionnement des moteurs qui donnent le mouvement aux voitures, aux tracteurs, aux locomotives diesel, aux avions, il faut du carburant, qui est une source d'énergie. Les moteurs électriques donnent le mouvement aux machines à l'aide de l'électricité. Grâce à l'énergie de l'eau tombant d'une hauteur, des turbines hydrauliques sont tournées, reliées à des machines électriques qui produisent du courant électrique. L'homme a aussi besoin d'énergie pour exister et travailler. Ils disent que pour faire n'importe quel travail, il faut de l'énergie. Qu'est-ce que l'énergie ?

  • Observation 1. Soulevez le ballon au-dessus du sol. Tant qu'il est dans un état de calme, aucun travail mécanique n'est effectué. Laissons-le partir. Sous l'effet de la gravité, la balle tombe au sol d'une certaine hauteur. Lors de la chute de la balle, un travail mécanique est effectué.
  • Observation 2. Fermons le ressort, fixons-le avec un fil et posons un poids sur le ressort. Allumons le fil, le ressort se redressera et élèvera le poids à une certaine hauteur. Le ressort a fait un travail mécanique.
  • Observation 3. Attachons une tige avec un bloc à l'extrémité au chariot. Nous lancerons un fil à travers le bloc, dont une extrémité est enroulée sur l'axe du chariot et un poids est suspendu à l'autre. Laissons tomber la charge. Sous l'action, il descendra et donnera du mouvement au chariot. Le poids a fait le travail mécanique.

Après avoir analysé toutes les observations ci-dessus, nous pouvons conclure que si un corps ou plusieurs corps effectuent un travail mécanique pendant l'interaction, alors ils disent qu'ils ont de l'énergie mécanique ou de l'énergie.

La notion d'énergie

Énergie (des mots grecs énergie- activité) est une grandeur physique qui caractérise la capacité des corps à effectuer un travail. L'unité d'énergie, ainsi que de travail dans le système SI, est un Joule (1 J). A l'écrit, l'énergie est désignée par la lettre E. D'après les expériences ci-dessus, on peut voir que le corps fonctionne lorsqu'il passe d'un état à un autre. Dans ce cas, l'énergie du corps change (diminue) et le travail mécanique effectué par le corps est égal au résultat d'une modification de son énergie mécanique.

Types d'énergie mécanique. Le concept d'énergie potentielle

Il existe 2 types d'énergie mécanique : potentielle et cinétique. Examinons maintenant de plus près l'énergie potentielle.

Énergie potentielle (PE) - déterminée par la position mutuelle des corps qui interagissent, ou des parties du même corps. Puisque tout corps et la terre s'attirent, c'est-à-dire qu'ils interagissent, le PE d'un corps élevé au-dessus du sol dépendra de la hauteur de l'élévation h. Plus le corps est surélevé, plus son PE est élevé. Il a été établi expérimentalement que le PE dépend non seulement de la hauteur à laquelle il est élevé, mais également du poids corporel. Si les corps ont été élevés à la même hauteur, alors un corps avec une grande masse aura également un grand PE. La formule de cette énergie est la suivante : Ep \u003d mgh, où Ep est l'énergie potentielle m- poids corporel, g = 9,81 N/kg, h - taille.

Energie potentielle d'un ressort

Les corps nomment une grandeur physique Ep, qui, lorsque la vitesse du mouvement de translation change sous l'action, diminue exactement autant que l'énergie cinétique augmente. Les ressorts (ainsi que d'autres corps élastiquement déformés) ont un PE égal à la moitié du produit de leur rigidité k par carré de chaîne : x = kx 2 : 2.

Énergie cinétique : formule et définition

Parfois, le sens du travail mécanique peut être considéré sans utiliser les concepts de force et de déplacement, en se concentrant sur le fait que le travail caractérise une modification de l'énergie du corps. Tout ce dont nous avons besoin, c'est de la masse d'un corps et de ses vitesses initiale et finale, qui nous conduiront à l'énergie cinétique. L'énergie cinétique (KE) est l'énergie qui appartient au corps en raison de son propre mouvement.

Le vent a de l'énergie cinétique et est utilisé pour alimenter les éoliennes. Les déplacés exercent une pression sur les plans inclinés des ailes des éoliennes et les font tourner. Le mouvement rotatif est transmis au moyen de systèmes de transmission à des mécanismes qui effectuent un certain travail. L'eau mobile qui fait tourner les turbines d'une centrale électrique perd une partie de son CE en travaillant. Un avion volant haut dans le ciel, en plus du PE, a un CE. Si le corps est au repos, c'est-à-dire que sa vitesse relative à la Terre est nulle, alors son EC relatif à la Terre est nul. Il a été établi expérimentalement que plus la masse du corps est grande et la vitesse à laquelle il se déplace, plus son KE est grand. La formule de l'énergie cinétique du mouvement de translation en termes mathématiques est la suivante :

Où Pour- énergie cinétique, m- masse corporelle, v- la vitesse.

Changement d'énergie cinétique

La vitesse du corps étant une grandeur qui dépend du choix du système de référence, la valeur du KE du corps dépend également de son choix. Le changement de l'énergie cinétique (IKE) du corps se produit en raison de l'action d'une force externe sur le corps F. quantité physique MAIS, qui est égal à IKE ΔE à corps sous l'action d'une force F, appelé travail : A = ΔE k. Si un corps se déplaçant à une vitesse v 1 , la force agit F, coïncidant avec la direction, la vitesse du corps augmentera sur une période de temps tà une certaine valeur v 2 . Dans ce cas, l'IKE est égal à :

Où m- masse corporelle; ré- la distance parcourue par le corps ; Vf1 = (V2 - V1); Vf2 = (V2 + V1); un=F:m. C'est selon cette formule que l'énergie cinétique est calculée de combien. La formule peut aussi avoir l'interprétation suivante : ΔE k \u003d Flcos ά , où cosά est l'angle entre les vecteurs de force F et vitesse V.

Énergie cinétique moyenne

L'énergie cinétique est l'énergie déterminée par la vitesse de déplacement des différents points appartenant à ce système. Cependant, il faut rappeler qu'il faut distinguer 2 énergies caractérisant différentes en translation et en rotation. (SKE) dans ce cas est la différence moyenne entre la totalité des énergies de l'ensemble du système et son énergie calme, c'est-à-dire, en fait, sa valeur est la valeur moyenne de l'énergie potentielle. La formule de l'énergie cinétique moyenne est la suivante :

où k est la constante de Boltzmann ; T est la température. C'est cette équation qui est à la base de la théorie de la cinétique moléculaire.

Énergie cinétique moyenne des molécules de gaz

De nombreuses expériences ont établi que l'énergie cinétique moyenne des molécules de gaz en mouvement de translation à une température donnée est la même et ne dépend pas du type de gaz. De plus, il a également été constaté que lorsque le gaz est chauffé de 1°C, la SEC augmente de la même valeur. Plus précisément, cette valeur est égale à : ΔE k \u003d 2,07 x 10 -23 J / o C. Afin de calculer à quoi est égale l'énergie cinétique moyenne des molécules de gaz en mouvement de translation, il est nécessaire, en plus de cette valeur relative, de connaître au moins une autre valeur absolue de l'énergie du mouvement de translation. En physique, ces valeurs sont déterminées assez précisément pour une large gamme de températures. Par exemple, à une température t \u003d 500 ° Cénergie cinétique du mouvement de translation d'une molécule Ek \u003d 1600 x 10 -23 J. Connaissant 2 quantités ( ΔE à et Ek), nous pouvons à la fois calculer l'énergie du mouvement de translation des molécules à une température donnée et résoudre le problème inverse - pour déterminer la température à partir des valeurs d'énergie données.

Enfin, nous pouvons conclure que l'énergie cinétique moyenne des molécules, dont la formule est donnée ci-dessus, ne dépend que de la température absolue (et pour tout état agrégé des substances).

Loi de conservation de l'énergie mécanique totale

L'étude du mouvement des corps sous l'influence de la gravité et des forces élastiques a montré qu'il existe une certaine quantité physique, appelée énergie potentielle Ep; cela dépend des coordonnées du corps, et son changement est égal à l'IKE, qui est pris avec le signe opposé : Δ Ep =-ΔE k. Ainsi, la somme des changements dans le KE et le PE du corps, qui interagissent avec les forces gravitationnelles et les forces élastiques, est égale à 0 : Δ Ep +ΔE k \u003d 0. Les forces qui ne dépendent que des coordonnées du corps sont appelées conservateur. Les forces attractives et élastiques sont des forces conservatrices. La somme des énergies cinétique et potentielle du corps est l'énergie mécanique totale : Ep +E k \u003d E.

Ce fait, qui a été prouvé par les expériences les plus précises,
appelé la loi de conservation de l'énergie mécanique. Si les corps interagissent avec des forces qui dépendent de la vitesse du mouvement relatif, l'énergie mécanique dans le système des corps en interaction n'est pas conservée. Un exemple de forces de ce type, appelées non conservateur, sont les forces de frottement. Si les forces de frottement agissent sur le corps, alors pour les surmonter, il est nécessaire de dépenser de l'énergie, c'est-à-dire qu'une partie de celle-ci est utilisée pour effectuer un travail contre les forces de frottement. Cependant, la violation de la loi de conservation de l'énergie n'est ici qu'imaginaire, car il s'agit d'un cas distinct de la loi générale de conservation et de transformation de l'énergie. L'énergie des corps ne disparaît jamais et ne réapparaît pas : il se transforme seulement d'une forme à une autre. Cette loi de la nature est très importante, elle s'exerce partout. On l'appelle aussi parfois la loi générale de conservation et de transformation de l'énergie.

Relation entre l'énergie interne d'un corps, les énergies cinétique et potentielle

L'énergie interne (U) d'un corps est son énergie totale du corps moins le KE du corps dans son ensemble et son PE dans le champ de force externe. De cela, nous pouvons conclure que l'énergie interne se compose du CE du mouvement chaotique des molécules, du PE de l'interaction entre elles et de l'énergie intramoléculaire. L'énergie interne est une fonction non ambiguë de l'état du système, ce qui signifie ceci : si le système est dans un état donné, son énergie interne prend ses valeurs inhérentes, indépendamment de ce qui s'est passé auparavant.

Relativisme

Lorsque la vitesse d'un corps est proche de la vitesse de la lumière, l'énergie cinétique se trouve par la formule suivante :

L'énergie cinétique du corps, dont la formule a été écrite ci-dessus, peut également être calculée selon ce principe:

Exemples de tâches pour trouver l'énergie cinétique

1. Comparez l'énergie cinétique d'une balle pesant 9 g volant à une vitesse de 300 m/s et d'une personne pesant 60 kg courant à une vitesse de 18 km/h.

Alors ce qu'on nous donne : m 1 \u003d 0,009 kg; V 1 \u003d 300 m / s; m 2 \u003d 60 kg, V 2 \u003d 5 m / s.

Décision:

  • Énergie cinétique (formule): E k \u003d mv 2 : 2.
  • Nous avons toutes les données pour le calcul, et donc nous trouverons E àà la fois pour une personne et pour une balle.
  • E k1 \u003d (0,009 kg x (300 m / s) 2): 2 \u003d 405 J;
  • E k2 \u003d (60 kg x (5 m / s) 2): 2 \u003d 750 J.
  • E k1< E k2.

Réponse : l'énergie cinétique de la balle est inférieure à celle d'une personne.

2. Un corps d'une masse de 10 kg a été soulevé à une hauteur de 10 m, après quoi il a été relâché. Quel FE aura-t-il à une hauteur de 5 m ? La résistance de l'air peut être négligée.

Alors ce qu'on nous donne : m = 10 kg ; h = 10m; h 1 = 5 mètres ; g = 9,81 N/kg. E k1 - ?

Décision:

  • Un corps d'une certaine masse, élevé à une certaine hauteur, a une énergie potentielle : E p \u003d mgh. Si le corps tombe, alors à une certaine hauteur h 1 il transpirera. énergie E p \u003d mgh 1 et kin. énergie E k1. Pour que l'énergie cinétique soit correctement trouvée, la formule qui a été donnée ci-dessus n'aidera pas, et nous allons donc résoudre le problème en utilisant l'algorithme suivant.
  • Dans cette étape, on utilise la loi de conservation de l'énergie et on écrit : E p1 +E k1 \u003d E P
  • Puis E k1 = E P- E p1 = mg- mgh 1 = mg(h-h 1).
  • En substituant nos valeurs dans la formule, on obtient : E k1 \u003d 10 x 9,81 (10-5) \u003d 490,5 J.

Réponse : E k1 \u003d 490,5 J.

3. Volant avec masse m et rayon R, s'enroule autour d'un axe passant par son centre. Vitesse d'enrubannage du volant - ω . Afin d'arrêter le volant, un sabot de frein est pressé contre sa jante, agissant sur celle-ci avec une force Frottement F. Combien de tours le volant fait-il avant de s'arrêter complètement ? A noter que la masse du volant moteur est concentrée sur la jante.

Alors ce qu'on nous donne : m; R; ω; Frottement F. N- ?

Décision:

  • Lors de la résolution du problème, nous considérerons que les révolutions du volant d'inertie sont similaires aux révolutions d'un cerceau homogène mince avec un rayon R Et poids moi, qui tourne à une vitesse angulaire ω.
  • L'énergie cinétique d'un tel corps vaut : E k \u003d (J ω 2): 2, où J= m R 2 .
  • Le volant d'inertie s'arrêtera à condition que l'ensemble de son FE soit consacré à un travail pour surmonter la force de frottement Frottement F, entre le patin de frein et la jante : E k \u003d F frottement *s , où 2 πRN = (m R 2 ω 2) : 2, où N = ( m ω 2 R) : (4 π F tr).

Réponse : N = (mω 2 R) : (4πF tr).

Pour terminer

L'énergie est le composant le plus important dans tous les aspects de la vie, car sans elle, aucun corps ne pourrait fonctionner, y compris les humains. Nous pensons que l'article vous a expliqué ce qu'est l'énergie, et une présentation détaillée de tous les aspects de l'un de ses composants - l'énergie cinétique - vous aidera à comprendre de nombreux processus qui se déroulent sur notre planète. Et comment trouver l'énergie cinétique, vous pouvez apprendre des formules ci-dessus et des exemples de résolution de problèmes.

La capacité ou la capacité des corps physiques à effectuer un travail est caractérisée par un concept fondamental pour toutes les sections de la physique, appelé énergie. Selon la source initiale, on distingue différents types d'énergie : mécanique, interne, électromagnétique, nucléaire, gravitationnelle, chimique. Il existe deux types d'énergie mécanique : potentielle et cinétique. L'énergie cinétique n'est inhérente qu'aux corps en mouvement. Peut-on alors parler d'énergie cinétique de repos ?

Quelle est l'énergie cinétique

Rappelez-vous comment l'énergie cinétique est calculée. Si sur un corps de masse m la force agit F, puis sa vitesse v commencera à changer. Lors du déplacement d'un corps à distance s, des travaux seront effectués UN:

$A=F*s$ (1)

D'après la deuxième loi de Newton, la force vaut :

$F = m*a$ (2)

où un- accélération.

Des formules bien connues obtenues dans la section de mécanique, il s'ensuit que le module de déplacement s en mouvement rectiligne uniformément accéléré, il est associé aux modules de v 2 , initial v 1 vitesses et accélérations un la formule suivante;

$ s = ((v_2^2-v_1^2)\sur (2*a)) $ (3)

Ensuite, vous pouvez obtenir la formule de calcul du travail:

$ UNE = F * s = m * une * ((v_2^2 – v_1^2)\sur 2*a) = (m * v_2^2\sur 2) -(m*v_1^2\sur 2) $ (4)

Une valeur égale au produit de la masse corporelle m divisée par le carré de sa vitesse, divisée en deux s'appelle l'énergie cinétique du corps E k:

$E_k = (m * v^2\sur 2) $(5)

Des formules (4) et (5) il résulte que le travail UN est égal à:

$ A = E_(k2) – E_(k1) $ (6)

Ainsi, le travail effectué par la force appliquée au corps s'est avéré être égal à la variation de l'énergie cinétique du corps. Cela signifie que tout corps physique se déplaçant à une vitesse non nulle possède une énergie cinétique. Donc, au repos, à vitesse végale à zéro et l'énergie cinétique au repos sera également égale à zéro.

Riz. 1. Exemples d'énergie cinétique :.

Corps et température immobiles

Tout corps physique est constitué d'atomes et de molécules qui sont dans un état de mouvement chaotique continu à une température J, non égal à zéro. Avec l'aide de la théorie de la cinétique moléculaire, il est prouvé que l'énergie cinétique moyenne E à le mouvement aléatoire des molécules ne dépend que de la température. Ainsi pour un gaz monoatomique, cette relation s'exprime par la formule :

$ E_k = ( 3 \sur 2) * k * T $ (7)

où: k = 1,38 * 10 -23 J / K - Constante de Boltzmann.

Ainsi, lorsque le corps dans son ensemble est au repos, chacune des molécules et atomes qui le composent peut néanmoins avoir une énergie cinétique non nulle.

Riz. 2. Mouvement chaotique des molécules dans un gaz, liquide, solide :.

La température du zéro absolu est naturellement égale à 0 0 K soit -273,15 0 C. Les scientifiques travaillant dans ce domaine cherchent à refroidir la matière à cette température afin d'acquérir de nouvelles connaissances. Jusqu'à présent, la basse température record obtenue dans des conditions de laboratoire n'est que de 5,9 * 10 -12 K au-dessus du zéro absolu.Les lasers et le refroidissement magnétique sont utilisés pour atteindre de telles valeurs.

Énergie de repos

La formule (5) pour l'énergie cinétique est valable pour des vitesses bien inférieures à la vitesse de la lumière avec, qui est égal à 300 000 km/s. Albert Einstein (1879-1955) a créé la théorie restreinte de la relativité, dans laquelle l'énergie cinétique E à particules de masse m 0 se déplaçant à une vitesse v, il y a:

$ E_k = m_0 * c^2\over \sqrt(1 - (v^2\over c^2)) - m_0 * c^2 $ (8)

À grande vitesse v beaucoup moins que la vitesse de la lumière avec (v << c) la formule (8) prend la forme classique, c'est-à-dire dans la formule (5).

À v= 0 l'énergie cinétique sera également égale à zéro. Cependant, l'énergie totale E 0 sera égal à :

$E_0 = m_0 * c^2 $ (9)

L'expression $m_0*c^2$ est appelée l'énergie au repos. L'existence d'une énergie non nulle dans un corps au repos signifie que le corps physique a de l'énergie en raison de son existence.

Riz. 3. Portrait d'Albert Einstein :.

Selon Einstein, la somme de l'énergie au repos (9) et de l'énergie cinétique (8) donne l'énergie totale de la particule EP:

$ Ep = m_0 * c^2\over \sqrt(1 - v^2\over c^2) = m * c^2 $ (10)

La formule (10) montre la relation entre la masse du corps et son énergie. Il s'avère qu'une modification de la masse d'un corps entraîne une modification de son énergie.

Qu'avons-nous appris ?

Ainsi, nous avons appris que l'énergie cinétique de repos d'un corps physique ordinaire (ou d'une particule) est égale à zéro, car sa vitesse est nulle. L'énergie cinétique des particules qui composent un corps au repos sera différente de zéro si sa température absolue n'est pas égale à zéro. Il n'y a pas de formule distincte pour l'énergie cinétique au repos. Pour déterminer l'énergie d'un corps au repos, il est permis d'utiliser les expressions (7) - (9), sachant qu'il s'agit de l'énergie interne des particules qui composent le corps.

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Énergie cinétique - une grandeur physique scalaire égale à la moitié du produit de la masse du corps par le carré de sa vitesse.

Pour comprendre ce qu'est l'énergie cinétique d'un corps, considérons le cas où un corps de masse m sous l'action d'une force constante (F=const) se déplace en ligne droite avec une accélération uniforme (a=const). Déterminons le travail de la force appliquée au corps lors du changement du module de la vitesse de ce corps de v1 à v2.

Comme nous le savons, le travail d'une force constante est calculé par la formule. Puisque dans le cas considéré, la direction de la force F et le déplacement s coïncident, alors , et alors on obtient que le travail de la force est égal à A = Fs. D'après la deuxième loi de Newton, on trouve la force F=ma. Pour un mouvement rectiligne uniformément accéléré, la formule est valable :

A partir de cette formule on exprime le déplacement du corps :

Nous substituons les valeurs trouvées de F et S dans la formule de travail, et nous obtenons :

D'après la dernière formule, on peut voir que le travail de la force appliquée au corps, lorsque la vitesse de ce corps change, est égal à la différence entre deux valeurs d'une certaine quantité. Et le travail mécanique est une mesure du changement d'énergie. Par conséquent, sur le côté droit de la formule se trouve la différence entre les deux valeurs de l'énergie d'un corps donné. Cela signifie que la quantité est l'énergie due au mouvement du corps. Cette énergie est appelée cinétique. Il est désigné Wk.

Si nous prenons la formule de travail que nous avons dérivée, nous obtenons

Le travail effectué par une force lorsque la vitesse d'un corps change est égal à la variation de l'énergie cinétique de ce corps

Il y a aussi:

Énergie potentielle:

Dans la formule, nous avons utilisé :

Énergie cinétique