Фізіка
Выдавец: Народная асвета
Памер: 173с.
Мінск 2017
Калі супраціўленне паветра малое (і яго мож-на не ўлічваць), кінуты ўверх шарык вяртаецца назад практычна з такой жа, як у момант кідан-ня, скорасцю і кінетычнай энергіяй.
А якім будзе значэнне механічнай энер-гіі шарыка ў прамежкавых пунктах? Напры-клад, на вышыні h^ (мал. 243). Пры пад’ёме шарыка на вышыню hx яго кінетычная энергія паменшылася, але пры гэтым з’явілася патэн-цыяльная энергія. А чаму роўна іх сума, г. зн. поўная механічная энергія? Дадзены і падобныя доследы і разлікі паказваюць, што калі сіл су-праціўлення няма, то поўная механічная энергія
Мал. 243
11. Зак. 192.
154 Работа. Магутнасць. Энергія
Мал. 244
Мал. 245
Мал. 246
цела (сістэмы цел), роўная суме кінетычнай і па-тэнцыяльнай энергій (Е = К + П), захоўваецца. Дадзенае сцверджанне аб пастаянстве механіч-най энергіі ў фізіцы называюць законам заха-вання механічнай энергіі.
Калі сілы трэння або супраціўлення руху не-льга не ўлічваць, гэты закон не выконваецца. За-менім у доследзе металічны шарык на пенаплас-тавы брусок такой жа масы (мал. 244). Мы ўба-чым, што нават пры большай, чым у металічнага шарыка, пачатковай скорасці ён не паднімецца на такую ж вышыню і вернецца назад з прыкмет-на меншай скорасцю. Памяншаецца кінетычная энергія шайбы, што рухаецца па гарызанталь-най паверхні лёду, але патэнцыяльная энер-гія ўзамен не з’яўляецца. За кошт кінетычнай энергіі шайбы выконваецца работа супраць сіл трэння.
У заключэнне заўважым, што з’яву пера-тварэння энергіі з аднаго віду ў другі чалавек на-вучыўся выкарыстоўваць у практычных мэтах. Энергія падаючай вады прыводзіць у дзеянне вадзяныя млыны і гідраэлектрастанцыі. У Рэс-публіцы Беларусь паспяхова рэалізуецца дзяр-жаўная праграма выкарыстання энергіі рэк. Важная роля ў ёй адводзіцца такім рэкам, як Нёман і Заходняя Дзвіна. На Нёмане ўжо працуе Гродзенская ГЭС магутнасцю 17 МВт. Устаноўле-ная магутнасць Віцебскай ГЭС на Заходняй Дзві-не — 40 МВт.
Кінетычную энергію ветру чалавек пачаў выкарыстоўваць з дапамогай паруса (мал. 245), затым стаў прымяняць у ветраных млынах. У апошнія гады ў нашай краіне пачата бу-даўніцтва ветраэлектрастанцый (мал. 246). Яны ўнікальныя тым, што не аказваюць шкоднага ўздзеяння на навакольнае асяроддзе. У многіх краінах паспяхова выкарыстоўваюць энергію прыліваў і адліваў вады мораў і акіянаў. Там створаны прыліўныя электрастанцыі.
Работа. Магутнасць. Энергія 155
Галоўныя вывады
І.Кінетычная і патэнцыяльная энергіі ўзаемаператваральныя.
2. Пры адсутнасці сіл трэння і супраціўлення руху поўная механічная энергія цела (сістэмы цел) захоўваецца.
3. Закон захавання механічнай энергіі не выконваецца, калі сілы трэння (су-праціўлення) нельга не ўлічваць.
Кантрольныя пытанні
1. Больш правільна гаварыць аб патэнцыяльнай энергіі паднятага цела або аб патэнцыяльнай энергіі сістэмы «цела — Зямля»?
2. У чым сутнасць закона захавання механічнай энергіі?
3. Чаму ў доследзе, адлюстраваным на малюнку 243 (с. 153), мы выкарыстоўвалі металічны шарык? Металу з якой шчыльнасцю тут аддаюць перавагу? Чаму?
£ Прыклад рашэння задачы
Камень кінулі вертыкальна ўверх са скорасцю р = 20 —. На якой с
вышыні ад пункта кідання кінетычная энергія каменя будзе ў 4 разы меншая за яго патэнцыяльную энергію? Супраціўленне руху каменя не ўлічваць. Каэфіцыент g = 10 —.
кг
Д ад зена:
v = 20^ с
Х2 = | Л2 = 0,25 П2
Рашэнне
За нулявы ўзровень патэнцыяльнай энергіі прымем узровень О — О, што праходзіць праз пункт кідання каменя (мал. 247). Значыць, Лх = 0. Поўная механічная энергія каменя ў пункце кідання 1:
Е1=К1+ПХ= Кх.
Поўная механічная энергія каменя ў пункце 2:
Е2 = П2 + К2 = Е1г або К1=П2+ К2; К, = ^.
Па ўмове К2 = 0,25Я2. Значыць,
^ = 1,25П2 = l,2^gmh2\ u2 = 2,5gh2;
2 400 4
h*=-----^16™-
2,5-10 —
кг
Адказ: h2 = 16 м.
156 Работа. Магутнасць. Энергія
Практыкаванне 22
1. Апішыце ператварэнне энергіі пры ваган-ні падвешанага на нітцы шарыка (мал. 248).
2. Ці захоўваецца поўная механічная энер-гія пры:
а) падзенні мяча з невялікай вышыні;
б) падзенні мяча з вялікай вышыні;
в) спуску парашутыста з раскрытым пара-шутам?
3. Якой максімальнай вышыні можа дасяг-нуць камень масай m = 0,20 кг, кінуты верты-кальна ўверх са скорасцю у = 20 — ? Супраціўленне паветра не ўліч-ваць. Каэфіцыент g у гэтай і наступных задачах лічыце роўным 10 —.
кг
4. 3 балкона дома з вышыні A = 10 м упаў гумавы дыванок масай тп = 0,50 кг. Скорасць яго руху каля паверхні Зямлі была v = 10 —. с Ці захоўвалася механічная энергія? Чаму? Рашыце гэту задачу, не выкарыстоўваючы ўсе даныя.
5. Яблык масай тп = 0,30 кг кінуты вертыкальна ўверх са скора-сцю v = 8,0 —. Вылічыце яго поўную, кінетычную і патэнцыяльную с
энергіі на вышыні h = 1,0 м. Супраціўленне паветра не ўлічваць.
6. Камень, кінуты вертыкальна ўверх, дасягнуў вышыні h = 20 м. На якую вышыню ён паднімецца пры наданні яму ў 2 разы большай пачатковай скорасці? Супраціўленне паветра не ўлічваць.
7. Якую патэнцыяльную энергію вы маеце, калі стаіце на лыжах на вяршыні гары вышынёй Л = 20 м? Якую скорасць руху вы мелі б у канцы спуску з гары, калі б уся патэнцыяльная энергія перайшла ў кінетычную?
8. Шарык кінулі з паверхні Зямлі вертыкальна ўверх са скорасцю v = 20 —. На якой вышыні ад паверхні Зямлі скорасць шарыка па-с
меншыцца ў 2 разы? Супраціўленне паветра не ўлічваць.
9. Ці аднолькавая скорасць вылету шарыка са спружыннага піста-лета, калі ствол яго ўстанавіць:
а) гарызантальна; б) вертыкальна ўверх?
10. 3 дапамогай інтэрактыўных мадэлей 1, 2 з раздзела «Работа і магутнасць. Энергія. Простыя механізмы» прадэманструйце выкана-льнасць закону захавання механічнай энергіі.
Лабараторны эксперымент
«Адзін дослед я стаўлю вышэй за тысячу меркаванняў, народжаных толькі ўяўленнем».
М. В. Ламаносаў
158 Лабараторны эксперымент
Мал. 249
б
|ІІІІ||[|||ІІІІ|ІІІІ|ІІ1Р
0 1 2 3 4 5 6 {
Мал. 250
Лабараторная работа N° 1
Вызначэнне цаны дзялення шкалы вымяральнага прыбора
Мэта: навучыцца вызначаць цану дзялення шка-лы вымяральнага прыбора і ацэньваць дакладнасць вымярэння дадзеным прыборам.
Абсталяванне: лінейка, рулетка, мерная стужка, мензурка, тэрмометр бытавы, секундамер (мал. 249).
Праверце сябе
1. Што такое цана дзялення шкалы прыбора і як яе вызначыць?
2. Чым вызначаецца дакладнасць вымярэнняў дадзеным прыборам?
Ход работы
1. Вызначыце і запішыце ў табліцу цану дзялення шкалы прадстаўленых на малюнку прыбораў.
2. Вызначыце і запішыце ў табліцу дакладнасць вымярэнняў прыборамі, прадстаўленымі на малюнку.
Вымяральны прыбор Цана дзялення шкалы, С Дакладнасць вымярэння
Лінейка
Рулетка
Мерная стужка
Мензурка
Тэрмометр бытавы
Секундамер
Кантрольныя пытанні
1. Як дакладнасць вымярэння звязана з цаной дзялення шкалы прыбора?
2. Ці аднолькавая дакладнасць вымярэння даўжыні бруска мернай стужкай (мал. 250, а) і лі-нейкай (мал. 250, б)? Чаму?
Лабараторны эксперымент 159
3. Якім тэрмометрам (мал. 251) можна вымераць тэмпературу вады, што кіпіць? Тэмпературу ў маразільнай камеры? Чаму?
4. Ад чаго залежыць мінімальнае і максімальнае значэнне велічыні, якую можна вымераць дадзеным прыборам?
50
so
4ffi 40
30 30
20 20
Вывады
20 20
30 30
40^ 40
Суперзаданне
Для чаго ў шкалах высокадакладных стрэлачных прыбораў (мал. 252) выкарыстоўваюць люстраную палосу?
Лабараторная работа Ne 2
Вымярэнне даўжыні
Мэта: навучыцца вымяраць памеры цел.
Абсталяванне: мерная стужка, лінейка, тонкі дрот.
Праверце сябе
1. Якая цана дзялення шкалы лінейкі і мер-най стужкі?
2. 3 якой дакладнасцю можна вымераць даў-жыню гэтымі прыборамі?
Ход работы
1. Ацаніце «на вока» даўжыню стальніцы вучэб-нага стала. Значэнне даўжыні пазначце ў табліцы.
2. Пры дапамозе лінейкі вымерайце найбо-
Мал. 253
льшую адлегласць (пядзю) паміж кончыкамі растапыраных пальцаў вашай рукі — указальнага і вялікага (мал. 253). У табліцы на с. 160 пасля слова «пядзя» ў дужках пазначце значэнне вашай пядзі.
160 Лабараторны эксперымент
3. Вымерайце пядзямі даўжыню стальніцы вучэбнага стала і за-пішыце значэнне даўжыні ў табліцу.
4. Вымерайце мернай стужкай даўжыню стальніцы вучэбнага ста-ла і запішыце значэнне даўжыні ў табліцу.
5. Вымерайце лінейкай даўжыню стальніцы вучэбнага стала і за-пішыце значэнне даўжыні ў табліцу.
6. Параўнайце значэнні даўжыні стальніцы, атрыманыя ў пунк-тах 1—5. Зрабіце вывады.
№ Вымяральны прыбор Даўжыня стальніцы 1, см
1 «На вока»
2 Пядзя
3 Мерная стужка
4 Лінейка
Кантрольныя пытанні
1. Якое з праведзеных вымярэнняў даўжыні стальніцы вучэбнага стала найбольш дакладнае? Чаму?
2. Выразіце вынік, атрыманы ў вымярэнні 4, у міліметрах (мм), дэцыметрах (дм), метрах (м) і кіламетрах (км).
3. У якіх адзінках найбольш зручна выражаць даўжыню ста-льніцы? Абгрунтуйце адказ.
Вывады
Суперзаданне
Вымерайце дыяметр тонкага дроту.
Лабараторная работа № 3
Вымярэнне аб’ёму
Мэта: навучыцца вымяраць аб’ёмы вадкасцей, цвёрдых цел праві-льнай і адвольнай формы і ёмістасці пасудзін.
Абсталяванне: лінейка, прамавугольны брусок, мензурка, цвёр-дыя целы няправільнай формы, пасудзіна з вадой, чайная і сталовая лыжкі (мал. 254).
Праверце сябе
1. У якіх адзінках вымяраюць аб’ём мензуркай?
2. Якая сувязь дадзеных адзінак з см3, дм3 і м3?
Лабараторны эксперымент 161
r|iiii|iiii|iiii|iuq_
—iiiii|iiiiiiiii|iiii|iiii|iiii|iiii|ini|iiiqi
Указанні да правядзення вымярэн-няў і запісу вынікаў.
1. Звярніце ўвагу на правільнае размяшчэнне вачэй пры зняцці паказанняў са шкалы мензур-кі. Каб правільна вымераць аб’ём вадкасці, вочы павінны знаходзіцца на ўзроўні паверхні вадкас-ці (мал. 255).
2. Паколькі 1 мл = 1 см3, то аб’ёмы вадкасцей выражаюць як у мілілітрах, так і ў кубічных сантыметрах. Аднак аб’ёмы цвёрдых цел выра-жаць у мілілітрах не прынята.
Ход работы
1. Наліваючы ў мензурку ваду пры дапамозе чайнай і сталовай лыжак, вымерайце ўмяшчаль-насць гэтых лыжак. Вынікі запішыце ў табліцу.
Від пасудзіны Лік N налітых лыжак Аб’ём налітай вады, мл Умяшчаль-насць лыжкі, мл
Лыжка чайная
Лыжка сталовая
Мал. 255
2. Вымерайце пры дапамозе лінейкі аб’ём цвёрдага цела правільнай формы (мал. 256). Вынікі вымярэнняў і вылічэнняў запішыце ў табліцу.
КНІГІ ОНЛАЙН
