Закон сохранения импульса.

Закон сохранения импульса утверждает, что векторная сумма импульсов всех тел (или частиц) замкнутой системы есть величина постоянная.

Из законов Ньютона можно показать, что при движении в пустом пространстве импульс сохраняется во времени, а при наличии взаимодействия скорость его изменения определяется суммой приложенных сил.

Система тел, не взаимодействующих с другими телами, не входящими в эту систему, называется замкнутой системой. В замкнутой системе геометрическая сумма импульсов тел остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

Закон изменения импульса.

«Скорость изменения полного импульса системы равна векторной сумме внешних сил, действующих на систему».

Если сумма всех внешних сил равна нулю (замкнутая система) или внешние силы вообще на нее не действуют (изолированная система), то изменение импульса равно нулю и импульс остается неизменным P = const.

3) Работа. Мощность. Энергия. Закон изменения кинетической энергии. Закон изменения и сохранения полной механической энергии.

Работа.

Механическая работа — это физическая величина, являющаяся скалярной количественной мерой действия силы или сил на тело или систему, зависящая от численной величины, направления силы и от перемещения точки тела или системы.

При прямолинейном движении одной материальной точки и постоянном значении приложенной к ней силы работа этой силы равна произведению величины проекции вектора силы на направление движения и величины совершённого перемещения:

(измеряется в Джоулях)

Если сила не постоянна, то в этом случае она вычисляется как интеграл:

Мощность.

Мощность — физическая величина, равная отношению произведённой работы к единице времени.

Различают среднюю мощность за промежуток времени :

(измеряется в Ваттах)

и мгновенную мощность в данный момент времени:

Так как работа является мерой изменения энергии, мощность можно определить также как скорость изменения энергии системы.

Если на движущееся тело действует сила, то эта сила совершает работу. Мощность в этом случае равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется тело:

,

F — сила, v — скорость, — угол между вектором скорости и силы.

Энергия.

Энергия — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи. В случае если физическая система является замкнутой, то её энергия сохраняется во времени. Это утверждение носит название закона сохранения энергии.

Энергия E имеет размерность, равную:

· Силе умноженной на длину (E ≈ F·l);

· Давлению умноженному на объём (E ≈ P·V);

· Импульсу умноженному на скорость (E ≈ p·v);

· Массе умноженной на квадрат скорости деленный на два (E ≈ (m·v2)/2);

· Заряду умноженному на напряжение(E ≈ Q·U);

· Мощности умноженной на время.

Механика различает потенциальную энергию (или, в более общем случае, энергия взаимодействия тел) и кинетическую энергию. Их сумма называется полной энергией.

Кинетическая энергия — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Единица измерения в системе СИ — Джоуль. Кинетическая энергия есть разность между полной энергией системы и её энергией покоя.

Потенциальная энергия — скалярная физическая величина, характеризует запас энергии некоего тела, находящегося в потенциальном силовом поле, который идет на приобретение (изменение) кинетической энергии тела за счет работы сил поля. Единицей измерения энергии в СИ является Джоуль. Потенциальная энергия принимается равной нулю для некоторой конфигурации тел в пространстве, выбор которой определяется удобством дальнейших вычислений.

Потенциальная энергия в поле тяготения Земли вблизи поверхности приближённо выражается формулой:

где — масса тела, — ускорение свободного падения, — высота положения центра масс тела над произвольно выбранным нулевым уровнем.

Любая физическая система стремится к состоянию с наименьшей потенциальной энергией.