Vật lý đại cương - Cơ năng và trường lực thế phần 1

Chia sẻ: Pham Xuân Dương | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

214
lượt xem 35
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'vật lý đại cương - cơ năng và trường lực thế phần 1', khoa học tự nhiên, vật lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Vật lý đại cương - Cơ năng và trường lực thế phần 1

Ch−¬ng IV c¬ N¨ng &tr−êng lùc thÕ
r 1. C«ng vμ c«ng suÊt F rr 1.1. §Þnh nghÜa: A = F.s α M s M’ A = F.MM '. cos α cosα > 0 Lùc ph¸t ®éng cosα < 0 Lùc c¶n A = F.s. cos α M dr Lùc sinh c«ng khi C s M’ rr ®iÓm ®Æt cña nã = F.d s r dA chuyÓn dêi F rr D A = ∫ F.d s ( CD
1.2. C«ng suÊt Trong kho¶ng thêi gian Δt lùc sinh c«ng ΔA → ΔA c«ng suÊt trung b×nh: P= Δt ΔA dA P = lim Δt→0 = C«ng suÊt tøc thêi Δt dt C«ng suÊt cã gi¸ trÞ = ®¹o hμm cña c«ng theo rr thêi gian dA = F.d s rr r C«ng suÊt b»ng tÝch v« h−íng r ds P=F = F.v cña lùc t¸c dông víi vÐc t¬ vËn dt tèc cña chuyÓn dêi rr P = F.v
1.2. C«ng suÊt cña lùc t¸c dông trong Δ chuyÓn ®éng quay ds = r. dα dα dA = Ft .ds r r M Ft dA = r.Ft .dα = M.dα ds dα rr dA P= = M. = Mω P = M.ω dt dt 2. N¨ng l−îng Mét vËt ë tr¹ng th¸i x¸c ®Þnh cã n¨ng l−îng x¸c ®Þnh. N¨ng l−îng lμ hμm cña tr¹ng th¸i.
HÖ thùc hiÖn mét c«ng n¨ng l−îng thay ®æi: W2 - W1 = A §é biÕn thiªn ngl−îngcña mét hÖ trong mét qu¸ tr×nh = c«ng mμ hÖ nhËn ®−îc trong qtr×nh ®ã A>0 hÖ nhËn c«ng; A kh«ng thÓ sinh c«ng m·i m·i mμ kh«ng nhËn n¨ng l−îng tõ bªn ngoμi.
3. §éng n¨ng: PhÇn n¨ng l−îng øng víi chuyÓn ®éng cña vËt 3.1. §Þnh lý vÒ ®éng n¨ng M dr 1 s r ( 2) rr M’ (2) dv r A = ∫ F.d s = ∫ m .d s r r (1) dt F r (1) r dv 2 F = ma = m dt ( 2 ) r2 ( 2) 2 2 rr mv 2 mv1 mv A1,2 = ∫ mvdv = ∫ d( )= − 2 2 2 (1) 2 (1) 2 mv 2 mv1 W®2 = W®1 = 2 2
§é biÕn thiªn ®éng n¨ng cña chÊt ®iÓm trong qu·ng ®−êng nμo ®ã cã gi¸ trÞ b»ng c«ng cña ngo¹i lùct¸c dông lªn chÊt ®iÓm trong qu·ng 2 mv ®−êng ®ã A12=W®2-W®1 = W® W®2 > W®1 => Lùc ph¸t ®éng sinh c«ng 2 W®2 < W®1 => Lùc c¶n 3.2. §éng n¨ng trong tr−êng hîp vËt r¾n quay rr Δr rr P = M.ω dA = P.dt = Mωdt ω dα r dA = Iβωdt = Iωdω r Iω M 2 Ft Iω2 Iω1 2 2 W®= A1,2 = − 2 ds 2 2
Iω 2 2 mv §éng n¨ng vËt r¾n W® = + l¨n kh«ng tr−ît 2 r2 r m1 , v 1 4. Va ch¹m m2, v2 HÖ c« lËp >>§Þnh luËt b¶o toμn ®éng l−îng m1 v 1 + m 2 v 2 = m1 v 1 ' + m 2 v 2 ' Va ch¹m ®μn håi §Þnh luËt b¶o toμn ®éng n¨ng: 2 2 2 2 m1 v 1 m2v 2 m1 v '1 m 2 v'2 + = + 2 2 2 2 Thay v1’=v2+v2’-v1 cã
( m1 − m 2 ) v 1 + 2 m 2 v 2 = ' v1 m1 + m 2 ( m 2 − m1 ) v 2 + 2 m1 v 1 v2 = ' m1 + m 2 C¸c tr−êng hîp riªng: m1= m2 => v1’=v2 vμ v2’=v1; m1 v1’ ≈ -v1 vμ v2’ ≈ v2 Va ch¹m mÒm: Sau va ch¹m hai vËt dÝnh vμo nhau v = m1 v 1 + m 2 v 2 m1 + m 2 VËn tèc chung sau va ch¹m:
C¬ n¨ng kh«ng b¶o toμn v× to¶ nhiÖt, thμnh n¨ng l−îng liªn kÕt, g©y biÕn d¹ng v.v.. §éng n¨ng gi¶m: ( m1 + m 2 ) v 2 2 2 mv m2v | ΔWd |= + − 11 2 2 2 2 m1 m 2 ΔWd = ( v1 − v 2 ) 2 2( m 1 + m 2 )
5. Tr−êng lùc thÕ 5.1. §Þnh nghÜa tr−êng lùc thÕ Tr−êng lùc: T¹i mäi vÞ trÝ trong tr−êng lùc chÊt ®iÓm ®Òu bÞ lùc t¸c dông r rr r F = F( r ) = F( x , y , z ) rr ds v rr N r A MN = ∫ Fd s M F MN NÕu c«ng AMN kh«ng phô thuéc vμo d¹ng ®−êng ®i mμ chØ phô thuéc vμo ®iÓm ®Çu vμ ®iÓm cuèi rr rr th× F( r ) lμ lùc cña tr−êng lùc thÕ ∫ Fd s = 0
5.2. VÝ dô vÒ tr−êng lùc thÕ z zM M Träng tr−êng ®Òu: GÇn mÆt r z ds r α ®Êt g=const r r P = mg z+dz P rr = ∫ Pd s A MN zN N MN rr ds. cos α = dz dA = Pd s = mgds. cos α dA = − mgdz DÊu - do ®é cao gi¶m rr zN ∫ Pd s = 0 A MN = − ∫ mgdz = mg( z M − z N ) zM C«ng cña lùc hÊp dÉn chØ phô thuéc vμo ®iÓm ®Çu vμ ®iÓm cuèi cña chuyÓn dêi