Уменьшение механической энергии системы под действием сил трения.
рассмотрим влияние сил трения на изменение механической энергии системы. если в изолированной системе силы трения совершают работу при движении тел относительно друг друга, то ее механическая энергия не сохраняется. в этом легко убедиться, толкнув книгу, лежащую на столе. из-за действия силы трения книга почти сразу останавливается. сообщенная ей механическая энергия исчезает. сила трения совершает отрицательную работу и уменьшает кинетическую энергию. но потенциальная энергия при этом не увеличивается. поэтому полная механическая энергия убывает. кинетическая энергия не превращается в потенциальную. силы трения неконсервативны. отличие сил трения от консервативных сил становится особенно наглядным, если рассмотреть работу тех и других на замкнутом пути. работа силы тяжести, например, на замкнутом пути всегда равна нулю. она положительна при падении тела с высоты h и отрицательна при подъеме на ту же высоту. работа же силы сопротивления воздуха отрицательна как при подъеме тела вверх, так и при движении его вниз. поэтому на замкнутом пути она обязательно меньше нуля. отрицательная работа сил трения уменьшает кинетическую энергию тел при их движении, но при этом потенциальная энергия системы «тело - земля» может не изменяться, например, при движении тела по горизонтальной поверхности. в результате механическая энергия системы убывает. в любой системе, состоящей из больших макроскопических тел, действуют силы трения. следовательно, даже в изолированной системе движущихся тел механическая энергия обязательно убывает. постепенно затухают колебания маятника, останавливается машина с выключенным двигателем и т. д. но убывание механической энергии не означает, что эта энергия исчезает бесследно. в действительности происходит переход энергии из механической формы в другие. обычно при работе сил трения происходит нагревание тел, или, как говорят, увеличение их внутренней энергии. нагревание при действии сил трения легко обнаружить. для этого, например, достаточно энергично потереть монету о стол. с повышением температуры, как известно из курса 8 класса, повышается кинетическая энергия теплового движения молекул или атомов. следовательно, при действии сил трения кинетическая энергия тела превращается в кинетическую энергию хаотично движущихся молекул. в двигателях внутреннего сгорания, паровых турбинах, электродвигателях и т. д. механическая энергия, наоборот, появляется за счет убыли энергии других форм: , электрической и т. д. во всех процессах, происходящих в природе, как и в создаваемых приборах, устройствах всегда выполняется закон сохранения и превращения энергии: энергия не исчезает и не появляется вновь, она может только перейти из одного вида в другой.
Популярные вопросы