Кинетическая энергия

ЭНЕРГИЯ. КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ

Цель урока: учащиеся должны знать понятие энергии, кинетической энергии и единицы ее измерения.

Тип урока: комбинированный.

План изучения нового материала.

1. Понятие кинетической энергии тела и единица ее измерения.

2. Теорема о кинетической энергии.

3. Расчет тормозного пути автомобиля.

Ход урока

I. Орг. момент

Опрос отсутствующих, проверка домашнего задания.

II.Изучение нового материала.

Энергия

1. Понятие энергии

Если тело или система тел могут совершать работу, то говорят, они обладают энергией.

Энергия в механике – величина, определяемая состоянием системы – положением тел и их скоростями; измерение энергии при переходе системы из одного состояния в другое равно работе внешних сил.

1. Понятие кинетической энергии тела и единица ее измерения.

Кинетическая энергия тела - скалярная физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости:

.

Кинетическая энергия, как и работа, измеряется в джоулях (Дж). Кинетическая энергия зависит от скорости тела, следовательно ее значение зависит от выбора системы отсчета.

2. Теорема о кинетической энергии.

Определим физическую величину, изменяющуюся при совершении работы. Рассмотрим для этого движение тела массой т, скорость которого увеличивается от скорости

до и под действием всех приложенных к нему сил. Работа равнодействующей постоянной силы совпадающей по направлению с перемещением , равна А = F∆x. Так как F= та, , то . Или

Эту формулу называют теоремой о кинетической энергии, где

– кинетическая энергия в начальный момент времени.

Изменение кинетической энергии тела равно работе всех сил, действующих на тело: Е_к-Е_к0 =А. Теорема о кинетической энергии сводится к равенству

3. Расчет тормозного пути автомобиля.

В случае торможения тела, обладающего начальной кинетической энергией Е_к0

, вплоть до остановки (v= 0, 0), теорему о кинетической энергии следует представить в виде

Найдем тормозной путь автомобиля - расстояние, проходимое им до полной остановки. В процессе торможения на автомобиль действуют сила тяжести, сила реакции опоры и сила трения. Сила тяжести и сила реакции опоры направлены перпендикулярно перемещению автомобиля, поэтому их работа равна нулю. Это означает, что суммарная работа всех сил равна работе силы трения скольжения. Учитывая, что сила направлена противоположно перемещению l и что F_тр =µN, находим А = А_тр= -µmgl

Подставим выражение для А в формулу

-µmgl=

, откуда

Следовательно, тормозной путь не зависит от массы автомобиля. Тормозной путь прямо пропорционален квадрату скорости и обратно пропорционален коэффициенту трения.

III. Закрепление изученного материала.
Решение задачи …

IV.Итог урока.

Сегодня на уроке мы выяснили, что работа, являющаяся пространственной характеристикой внешнего воздействия на тело, равна изменению физической величины, характеризующей энергию движения тела, - кинетической энергии.

Домашнее задание: …