Обоснование применимости законов механики
ЕГЭ | Последнее обновление 11.04.2025 Admin |
Обоснование применимости законов сохранения в механике
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ
1) ЗСЭ применяется в условиях, при которых выполняется второй закон Ньютона (только для материальных точек, движущихся относительно ИСО).
2) Закон сохранения полной механической энергии применяется, когда на тело действуют только консервативные силы и/или силы, работа которых равна 0.
Консервативные силы: сила тяжести, сила упругости (Fynp = kΔl).
При движении тела работа некоторой силы равна нулю, если 
.
Обязательно указывать уровень, для которого потенциальная энергия считается равной 0.
3) Если работа неконсервативных силы не равна 0 можно применять:
| а. Закон изменения полной механической энергии |
б. Теорему об изменении кинетической энергии |
 |
 |
| Работа только неконсервативных сил | Работа всех сил (равнодействующая) |
Обоснование равенства угла падения и угла отражения при упругом ударе
Шарик падает с высоты Н = 3 м над поверхностью Земли из состояния покоя. На высоте h = 2м он абсолютно упруго ударяется о доску, расположенную под углом α = 30° к горизонту (см. рисунок). На какую максимальную высоту h1. после этого удара поднимется шарик от поверхности Земли? Сопротивлением воздуха пренебречь.Обоснование
Рассмотрим задачу в системе отсчёта, связанной с Землёй. Будем считать эту систему отсчёта инерциальной (ИСО). При свободном падении шарика из начального положения на наклонную доску и после удара о доску до падения на землю на шарик действует только потенциальная сила тяжести. Поэтому во введённой нами ИСО при этом движении сохраняется механическая энергия шарика: При абсолютно упругом ударе шарика о доску механическая энергия шарика сохраняется. Следовательно, сила трения равна нулю, а направление силы реакции опоры
, действующей на шарик при ударе, перпендикулярно плоскости доски.
N>>mg, так как время удара коротко, а изменение импульса шарика за время удара конечно. Поэтому при описании удара пренебрегаем величиной mg и записываем второй закон Ньютона для шарика в виде: 
Из того, что
следует 
Из закона сохранения механической энергии при абсолютно упругом ударе следует, что
то есть модуль скорости шарика при таком ударе не меняется и следовательно, угол падения шарика равен углу отражения.
