Механика, молекулярная физика и термодинамика, электричество и магнетизм

Лекции 4 Энергия и работа 4.1. Основные понятия об энергии механической системы Мы познакомились с понятием импульса тела, являющегося мерой его поступательного движения. Однако эта динамическая характеристика тела не может служить универсальной мерой для всех форм движения. Рассмотрим равномерное прямолинейное движение тела, происходящее с трением. В этом случае сила трения уравновешивается , приложенной к телу, причем Трение, как известно, влечет за собой нагревание, связанное спреобразованием механического движения трущихся тел в беспорядочное движение молекул, из которых состоят тела. Однако вектор импульса тела при равномерном прямолинейном движении остается постоянным и никак не характеризует количество выделившейся теплоты. Единой мерой различных форм движения служит физическая величина, называемая энергией. Энергия механической системы количественно характеризует эту систему с точки зрения возможных в ней количественных и качественных превращений движения. Эти превращения обусловлены взаимодействием тел системы как между собой, так и с внешними телами. Движение является неотъемлемым свойством материи. Поэтому всякое, тело обладает энергией или, как часто говорят, запасом энергии, являющейся мерой его движения. Для количественной характеристики качественно различных форм движения вводятся соответствующие им виды (формы) энергии,- механическая, внутренняя, электромагнитная и др. 4.2. Работа Изменение механического движения и энергии тела происходит в процессе силового взаимодействия этого тела с другими телами. Для количественной характеристики этого процесса в механике вводят понятие работы, совершаемой силой. Если рассматриваемая сила постоянна,а тело, к которому она приложена, движется поступательно и прямолинейно, то работой, совершаемой силой при прохождении телом пути , называют величину (4.1) где а - угол между силой и направлением движения тела. Работа - скалярная величина. Если вектор силы и вектор перемещений образуют острый угол