Энергетические системы: разбор понятий

В качестве примера рассматривается блок, прикрепленный к пружине и скользящий вверх по наклонной плоскости. Анализ проводится четырьмя различными способами, каждый раз расширяя понятие «системы», чтобы показать, как именно этот выбор определяет, какие члены, описывающие работу и энергию, появляются в уравнении, связывающем их. В случае, когда системой является только блок, каждая сила (гравитация, пружина, трение) является внешней и совершает работу над системой, что подтверждает известную теорему о том, что суммарная работа равна изменению кинетической энергии. Добавление Земли делает гравитацию внутренней (пара сил, описываемая третьим законом Ньютона) и вводит гравитационную потенциальную энергию; добавление пружины делает то же самое для упругой потенциальной энергии и силы пружины; а добавление наклонной плоскости делает трение также внутренней силой, заменяя его работу изменением внутренней энергии, пока, при включении всего в систему, не останется ничего внешнего для передачи энергии внутрь или наружу, и изменение энергии системы не станет равным нулю: закон сохранения энергии. Нужны конспекты лекций? http://www.flippingphysics.com/energy-systems.html Предыдущее видео: Энергия, поступающая в систему и выходящая из нее http://www.flippingphysics.com/energy-transfer-system.html Спасибо миссис Зейлер и всем моим замечательным подписчикам на Patreon. Пожалуйста, рассмотрите возможность ежемесячной поддержки на http://patreon.com/FlippingPhysics Спасибо Джону Полу Николсу, Мике Ситтигу, Джули Лангенбруннер и Скотту Картеру за то, что они были моей командой контроля качества этого видео. http://flippingphysics.com/quality-control.html Время выполнения: 0:00 Демонстрация 1:39 Диаграмма сил и работа 2:37 Общее уравнение передачи энергии 3:17 Система №1: Блок 5:53 Система №2: Блок, Земля 7:16 Система №3: Блок, Земля, Пружина 9:17 Система №4: Блок, Земля, Пружина, Наклонная плоскость #APPhysicsC #EnergyTransfer #APPhysics1 Стандарты учебной программы: AP Physics 1 и AP Physics C: Механика, Раздел 3 Работа, энергия и мощность, Тема 3.2/3.3/3.4 Работа, потенциальная энергия и закон сохранения энергии 3.2.A.4: «Теорема о работе и энергии гласит, что изменение кинетической энергии объекта равно сумме работы (чистой работы), совершаемой всеми силами, действующими на объект». 3.3.A.1: «Система, состоящая из двух или более объектов, обладает потенциальной энергией, если объекты внутри этой системы взаимодействуют друг с другом только посредством консервативных сил». 3.4.B.1: «Механическая энергия — это сумма кинетической и потенциальной энергий системы». 3.4.C.2: «Если работа, совершаемая над выбранной системой, равна нулю и внутри системы отсутствуют неконсервативные взаимодействия, то полная механическая энергия системы постоянна». 3.4.C.3: «Если работа, совершаемая над выбранной системой, отлична от нуля, то энергия передается между системой и окружающей средой». Кембриджский экзамен A-Level (9702), Тема 5.1 Сохранение энергии 5.1.2: «вспомнить и применить принцип сохранения энергии». Физика IB, A.3 Работа, энергия и мощность (Понимание) A.3 (Понимание) [Сохранение механической энергии]: «что в отсутствие сил трения и сопротивления полная механическая энергия системы сохраняется». JEE Main & NEET, Модуль 4 Работа, энергия и мощность «...сохранение механической энергии, консервативные и неконсервативные силы...» Физика Онтарио (SPH4U), Раздел C Энергия и импульс C2.3: «использовать исследовательский подход для анализа...ситуаций, связанных с работой, гравитационной потенциальной энергией, кинетической энергией, тепловой энергией и упругой потенциальной энергией...и использовать закон сохранения энергии для решения соответствующих задач». Гаокао, Обязательный модуль 2, Тема 2.1 Механическая энергия и ее сохранение C2.1.4: «С помощью экспериментов проверить закон сохранения механической энергии. Понять его и оценить важность концепции сохранения. Использовать его для анализа соответствующих задач в повседневной жизни». Физика по австралийской учебной программе, Модуль 2: Линейное движение и волны - Линейное движение и сила (Работа и энергия) ACSPH065: «Энергия сохраняется в изолированных системах и передается от одного объекта к другому при приложении силы на расстоянии; это приводит к совершению работы и изменению кинетической и/или потенциальной энергии объектов (ACSPH065)». MCAT, Категория содержания 4A: Поступательное движение [Сохранение энергии]: 4A (Список тем по физике) [Сохранение энергии]: «Сохранение энергии».