Механикалық жұмыс пен энергия PDF

Механикалық жұмыс пен энергия -- классикалық физиканың негізгі ұғымдарының бірі, олар денелердің қозғалысын және олардың энергиясының түрленуін сипаттайды. **1. Механикалық жұмыс** **Механикалық жұмыс** --- денеге күш әсер еткен кезде сол күштің денені жылжыту бағытымен сәйкес компоненті арқылы ат...

Механикалық жұмыс пен энергия -- классикалық физиканың негізгі ұғымдарының бірі, олар денелердің қозғалысын және олардың энергиясының түрленуін сипаттайды. **1. Механикалық жұмыс** **Механикалық жұмыс** --- денеге күш әсер еткен кезде сол күштің денені жылжыту бағытымен сәйкес компоненті арқылы атқаратын әрекеттің мөлшері. **Жұмыс анықтамасы:** Егер денеге F⃗\\vec{F}F күш әсер етіп, ол дене s⃗\\vec{s}s қашықтыққа жылжып өткен болса, атқарылған жұмыс AAA былай анықталады: A=F⃗⋅s⃗=Fscos⁡θA = \\vec{F} \\cdot \\vec{s} = F s \\cos \\thetaA=F⋅s=Fscosθ мұндағы: - FFF --- күштің модулі, - sss --- жылжу қашықтығы, - θ\\thetaθ --- күш векторы мен жылжу векторы арасындағы бұрыш. **Ерекшеліктері:** - Егер θ=0∘\\theta = 0\^\\circθ=0∘ (яғни, күш пен жылжу бағыты бірдей болса), жұмыс максималды болады: A=FsA = F sA=Fs. - Егер θ=90∘\\theta = 90\^\\circθ=90∘ (күш пен жылжу перпендикуляр болса), жұмыс нөлге тең: A=0A = 0A=0. - Жұмыс теріс мәнді болуы мүмкін, егер күш пен жылжу векторы қарама-қарсы бағытталған болса (θ\>90∘\\theta \> 90\^\\circθ\>90∘). **2. Энергия** **Энергия** -- жүйенің жұмыс істеу қабілеті. Механикада энергия бірнеше түрге бөлінеді, олардың ішінде ең кеңінен кездесетіндері -- кинетикалық және потенциалдық энергиялар. **Кинетикалық энергия:** Кинетикалық энергия --- дененің қозғалыс энергиясы. Ол дене массасы mmm және жылдамдығы vvv арқылы есептеледі: Eкин=12mv2E\_{\\text{кин}} = \\frac{1}{2} m v\^2Eкин​=21​mv2 **Потенциалдық энергия:** Потенциалдық энергия --- дененің орналасуына байланысты иемденетін энергия. Ең жиі кездесетін түрі -- ауырлық күші әсеріндегі потенциалдық энергия: Eпот=mghE\_{\\text{пот}} = mghEпот​=mgh мұндағы: - mmm --- дененің массасы, - ggg --- еркін түсу үдеуі (≈9.81 м/с2\\approx 9.81 \\, \\text{м/с}\^2≈9.81м/с2), - hhh --- таңдалған нүктеге қатысты биіктік. **3. Жұмыс-энергия теоремасы** **Жұмыс-энергия теоремасы** денеге сыртқы күш әсер еткен кезде атқарылған жұмыс пен оның кинетикалық энергиясының өзгерісі арасындағы байланысты көрсетеді. Яғни: Aжалпы=ΔEкин=Eкин, соң−Eкин, бастапA\_{\\text{жалпы}} = \\Delta E\_{\\text{кин}} = E\_{\\text{кин, соң}} - E\_{\\text{кин, бастап}}Aжалпы​=ΔEкин​=Eкин, соң​−Eкин, бастап​ Бұл теорема дененің жылдамдығы өзгерген кезде атқарылған жұмыстың мөлшерін анықтауға мүмкіндік береді. **4. Энергияның сақталу заңы** **Энергияның сақталу заңы** -- физиканың негізгі заңдарының бірі, ол былай айтылады: Изолятталған жүйеде жалпы энергия уақыт өте өзгермейді, яғни энергия бір түрден екінші түрге ауысады, бірақ оның жалпы мөлшері сақталады. Мысалы, еркін құлаған денеде потенциалдық энергия кинетикалық энергияға толық ауысады, ал соқтығысу кезінде кинетикалық энергиядың кейбір бөлігі жылу энергиясына немесе деформация энергиясына айналуы мүмкін. **Қорытынды** - **Механикалық жұмыс** -- күштің денені жылжу бағытымен сәйкес компонентінің әсерінен орындалатын энергияның берілуі. - **Кинетикалық энергия** дененің қозғалысына байланысты, ал **потенциалдық энергия** дененің орналасуына байланысты. - **Жұмыс-энергия теоремасы** денеге әсер еткен жұмыс пен оның қозғалыс энергиясының өзгеруі арасындағы байланысты көрсетеді. - **Энергияның сақталу заңы** бойынша, жүйенің жалпы энергиясы өзгермейді, тек бір түрден екінші түрге өтеді. Осы ұғымдарды жақсы меңгеру механикалық процестерді, соқтығысу, қозғалыс, энергия трансформациясы сияқты құбылыстарды терең түсінуге және есептерді тиімді шешуге көмектеседі.