ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Энергия и масса. Закон сохранения энергии из "Физические основы механики " Значит, с ростом скорости масса тела возрастает на величину, пропорциональную кинетической энергии тела. Это можно толковать так, что кинетическая энергия Т обладает массой Т1с , которая добавляется к массе покоя т . Инерционные свойства тела изменяются потому, что кинетическая энергия, которую приобрело тело, сама обладает свойством инерции. [c.139] Характер зависимости полной энергии тела от его скорости изображен графически на рис. 66. [c.140] Одним из наиболее убедительных экспериментальных подтверждений связи между энергией покоя и массой покоя является так назы-f, ваемый дефект массы ядер атомов. [c.140] Как известно, ядра атомов состоят из протонов и нейтронов например, ядро атома тяжелого водорода состоит из одного протона и одного нейтрона, ядро атома гелия — из двух протонов и двух нейтронов, и т. д. Для того чтобы раздробить ядро атома на составные части, нужно затратить некоторую работу. Наоборот, при соединении протонов и нейтронов в ядро они такую же работу могут совершить. Это значит, что сумма энергий, которыми обладают протон и нейтрон до того, как они образовали ядро атома тяжелого водорода, на некоторую величину АЕ больше, чем энергия этого ядра. Соответственно масса покоя ядра атома тяжелого водорода должна быть на Е/с меньше суммы масс покоя протона и нейтрона. [c.140] Эта энергия должна освобождаться в том или ином виде при образовании каждого ядра гелия. Умножая на число атомов, содержащихся в одном грамме гелия ( 1,5-10 ), мы получим для энергии, освобождающейся при образовании одного грамма гелия, огромную величину 7-10 эрг 200 ООО киловатт-часов), дающую представление о том, какие колоссальные количества энергии могут освобождаться при ядерных реакциях. [c.140] Рассмотрим вопрос об энергии изолированной системы тел. Так как для случаев о с и v, сравнимого с с, мы пришли к различным выражениям для энергии тел и во втором случае дали этому выражению совершенно новое истолкование, то вопрос об энергии изолированной системы тел для этих двух случаев нужно рассматривать раздельно. В общем виде мы рассмотрим только случай v с. [c.141] Пусть все точки за какой-то элемент времени dt совершают перемещения dXi, dXi, dx,,. Умножим каждое из уравнений скалярно на соответствующее перемещение. Мы получим (так как dxi — Vidt)-. [c.141] Полная энергия изолированной системы, в которой действуют только упругие силы, силы всемирного тяготения и силы электрического поля, созданного электрическими зарядами, есть величина постоянная. Это — закон сохранения энергии в механике, который для рассматриваемого случая (отсутствуют силы трения) непосредственно вытекает из второго и третьего законов Ньютона. [c.142] Сложив эти уравнения, мы получим слева по-прежнему сумму бесконечно малых изменений потенциальной и кинетической энергии системы, а справа — сумму бесконечно малых работ всех внешних сил. При конечных изменениях конфигурации изменение полной энергии системы будет равно всей работе А, совершенной внешними силами Ф . [c.142] В замкнутой системе, в которой действуют силы трения, полная механическая энергия системы при движении убывает ). Следовательно, в этих случаях закон сохранения энергии в узко механическом смысле гесправедл в. Однако пр таком исчезновении механической энергии всегда возникает эквивалентное количество энергии другого вида. В частности, если уменьн ение механической энергии обусловлено действием сил трен я, то при этом всегда выделяется определенное количество тепла, эквивалентное исчезнувшему количеству механической энергии. [c.143] Всякий раз, когда исчезает энергия одного вида, появляется эквивалентное кол чество энергии других видов. Энергия никогда не исчезает и не появляется вновь, она лишь превращается из одного вида в другой. В этом заключается закон сохранения энергии ei его оби ем физическом смысле. [c.143] Для системы материальных точек из законов Ньютона вытекает еще один закон закон сохранения массы. Положим, что внутренние силы в системе таковы, что они уде[ кивают все точки системы на одинаковых расстояниях друг от друга и эти расстояния достаточно малы, так что всю систему точек можно рассматривать тоже как материальную точку (такую систему наглядно можно себе пред ставить как несколько шаров, соединенных друг с другом короткими жесткими стержнями). Ограничиваясь ио-прежнему случаем и с, мы можем наиисать уравнения второго закона Ньютона для всех точек системы в таком виде. [c.144] Вернуться к основной статье