Totale mechanische energie van lichamen en systemen

De waarde, die gelijk is aan de helft vanhet product van de massa van een bepaald lichaam door de snelheid van dit lichaam in een vierkant, wordt in de fysica de kinetische energie van het lichaam of de energie van actie genoemd. De verandering of inconsistentie van de kinetische of bewegingsenergie van het lichaam over een bepaalde periode zal gelijk zijn aan het werk dat gedurende een bepaalde tijd is uitgevoerd door een bepaalde kracht die op het gegeven lichaam inwerkt. Als het werk van enige kracht op een gesloten traject van een willekeurig type nul zal zijn, wordt een dergelijke kracht een potentiële kracht genoemd. Het werk van dergelijke potentiële krachten zal niet afhangen van het pad dat het lichaam voortbeweegt. Dergelijk werk wordt bepaald door de beginpositie van het lichaam en zijn uiteindelijke positie. Het oorsprongspunt of nul voor de potentiële energie kan absoluut willekeurig worden gekozen. Een waarde die gelijk is aan het werk voltooid door de potentiële kracht voor het verplaatsen van het lichaam van een gegeven positie naar een nulpunt, wordt in de fysica de potentiële energie van het lichaam of de energie van de staat genoemd.

Voor verschillende soorten krachten in de natuurkunde zijn er verschillende formules om de potentiële of stationaire energie van het lichaam te berekenen.

Het werk gedaan door de potentiële krachten zal gelijk zijn aan de verandering in deze potentiële energie, die moet worden genomen in het tegenovergestelde teken.

Als we kinetische en potentiële energie combinerenlichaam, dan krijg je een waarde, die de totale mechanische energie van het lichaam wordt genoemd. In een situatie waarin het systeem met meerdere lichamen conservatief is, is de wet van behoud of standvastigheid van mechanische energie daarvoor geldig. Het conservatieve systeem van lichamen is een systeem van lichamen dat onderworpen is aan de actie van alleen die potentiële krachten die niet afhankelijk zijn van tijd.

De wet van behoud of standvastigheid van mechanischeenergie klinkt als volgt: "Tijdens alle processen die plaatsvinden in een bepaald stelsel van lichamen, blijft de totale mechanische energie ervan altijd hetzelfde." Dus de totale of volledige mechanische energie van een lichaam of een systeem van lichamen blijft constant als dit stelsel van lichamen conservatief is.

De mechanische energie van elk systeem datbestaat uit n punten die continu met elkaar in wisselwerking staan, is gelijk aan de som van de potentiële stationaire en kinetische stuurenergie van het puntenstelsel. Als het systeem van deze punten zich in een extern veld bevindt waarin conservatieve of constante krachten werken, wordt de totale mechanische energie van dit systeem gelijkgesteld aan de som van de potentiële stationaire en kinetische stuurenergie met de toevoeging van de potentiële energie van het gegeven systeem aan het externe veld. Als er niet-conservatieve krachten in het systeem zijn, kan de totale mechanische energie van het systeem niet worden behouden, maar begint deze te verminderen en is het verlies ervan gelijk aan het werk van niet-conservatieve krachten in dit systeem.

Als er op een deeltje in het systeem wordt gereageerdalleen niet-conservatieve krachten, dan blijft de som van de potentiële en kinetische energie behouden. Maar tegelijkertijd is de onderlinge omzetting van energieën in het systeem mogelijk. Potentiële energie kan in kinetische energie veranderen en kinetische energie kan een potentiële energie worden.

De wet van behoud of standvastigheid van het geheel of allesmechanische energie is altijd invariant, dat wil zeggen dat de vorm van de opname niet verandert, zelfs als het startpunt van de tijd is veranderd. Dit is een gevolg van de wet van tijdhomogeniteit.

Wanneer het systeem begint te werkendissipatieve krachten, bijvoorbeeld, zoals de wrijvingskracht, is er een geleidelijke afname of afname van de mechanische energie van dit gesloten systeem. Zo'n proces wordt dissipatie van energie genoemd. Dissipatief systeem is een systeem, waarvan de energie kan afnemen met de tijd. Tijdens de dissipatie wordt de mechanische energie van het systeem volledig in een andere omgezet. Dit komt volledig overeen met de algemene energiewet. In de natuur zijn er dus geen volledig behoudende systemen. Noodzakelijk, in elk systeem van lichamen of materiële punten, zal deze of die dissipatieve kracht plaatsvinden.

</ p>>