Превращение одного вида энергии в другой
Материалы к уроку
Конспект урока
Энергия постоянно превращается и переходит из одного вида в другой. Это можно наблюдать при работе различных механизмов в окружающем нас мире. Потенциальная энергия переходит в кинетическую и наоборот. Потенциальная энергия падающей воды с вершины водопада превращается в кинетическую.
Заведенная пружина, раскручиваясь, двигает стрелку по циферблату часов.
Даже качаясь на качелях, мы будем наблюдать изменение и переход одной энергии в другую.
Рассмотрим взаимное превращение энергий на примере маятника Максвелла. В начальном положении (когда диск располагается вверху, а на осях намотана нить) диск обладает только потенциальной энергией. Отпустив маятник, он начинает движение вниз, при этом потенциальная энергия уменьшается и превращается в кинетическую. Скорость диска растет и достигает своего максимума в нижнем положении. Вращательная энергия внизу столь велика, что начинает накручивать на оси диска нить, и он начинает подниматься вверх. При увеличении высоты его потенциальная энергия возрастает, а вот скорость движения диска снижается, а значит, кинетическая энергия уменьшается. Вверху диск на мгновение останавливается, то есть кинетическая энергия равна нулю – она вся перешла в потенциальную. Затем движение возобновляется, и процесс повторяется снова и снова. С каждым разом диск поднимается на все меньшую высоту. Это связано с тем, что часть энергии расходуется на трение о воздух и трение шнура. Взаимное превращение энергий также можно наблюдать при столкновении упругих тел. Например, резинового мячика и поверхности Земли.
Поднимем резиновый мячик на высоту и отпустим, он начинает ускоренно падать. С увеличением скорости кинетическая энергия возрастает, а вот потенциальная падает. В нижнем положении скорость и кинетическая энергия максимальны, а вот потенциальная равна нулю. При ударе мяч деформируется, и кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию сжатого мяча и поверхности. Под действием упругих сил мяч и поверхность распрямляются и принимают первоначальную форму, при этом мяч отскочит от поверхности Земли, потенциальная энергия снова перешла в кинетическую. При дальнейшем подъеме кинетическая энергия снова переходит в потенциальную энергию и полностью в нее превратится в максимальной точке подъема мяча.
Затем процесс повторится снова и будет повторяться до тех пор, пока энергия системы не израсходуется за счет трения мяча о воздух и поверхность.
Наблюдая за превращениями энергии, ученые пришли к выводу, что энергия не исчезает и не возникает «из ничего», она только переходит из одного вида в другой, от одного тела к другому. Иначе это утверждение называют законом сохранения энергии. Причем мы рассмотрели только механическую энергию, другие виды будут изучены в старших классах. Подумайте и ответьте, какие превращения энергии происходят при стрельбе из лука? При стрельбе из лука потенциальная энергия натянутой тетивы переходит в кинетическую энергию движения выпущенной стрелы.
Превращение потенциальной энергии ветра, падающей и движущейся воды, энергии приливов – экологически чистые способы добычи электроэнергии. Эти источники, обладая энергией, передают ее колесам, которые приводят в движение турбины, соединенные с валом электрического генератора.
При таких способах получения электроэнергии не выделяются вредные вещества, загрязняющие окружающую природу.
Заведенная пружина, раскручиваясь, двигает стрелку по циферблату часов.
Даже качаясь на качелях, мы будем наблюдать изменение и переход одной энергии в другую.
Рассмотрим взаимное превращение энергий на примере маятника Максвелла. В начальном положении (когда диск располагается вверху, а на осях намотана нить) диск обладает только потенциальной энергией. Отпустив маятник, он начинает движение вниз, при этом потенциальная энергия уменьшается и превращается в кинетическую. Скорость диска растет и достигает своего максимума в нижнем положении. Вращательная энергия внизу столь велика, что начинает накручивать на оси диска нить, и он начинает подниматься вверх. При увеличении высоты его потенциальная энергия возрастает, а вот скорость движения диска снижается, а значит, кинетическая энергия уменьшается. Вверху диск на мгновение останавливается, то есть кинетическая энергия равна нулю – она вся перешла в потенциальную. Затем движение возобновляется, и процесс повторяется снова и снова. С каждым разом диск поднимается на все меньшую высоту. Это связано с тем, что часть энергии расходуется на трение о воздух и трение шнура. Взаимное превращение энергий также можно наблюдать при столкновении упругих тел. Например, резинового мячика и поверхности Земли.
Поднимем резиновый мячик на высоту и отпустим, он начинает ускоренно падать. С увеличением скорости кинетическая энергия возрастает, а вот потенциальная падает. В нижнем положении скорость и кинетическая энергия максимальны, а вот потенциальная равна нулю. При ударе мяч деформируется, и кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию сжатого мяча и поверхности. Под действием упругих сил мяч и поверхность распрямляются и принимают первоначальную форму, при этом мяч отскочит от поверхности Земли, потенциальная энергия снова перешла в кинетическую. При дальнейшем подъеме кинетическая энергия снова переходит в потенциальную энергию и полностью в нее превратится в максимальной точке подъема мяча.
Затем процесс повторится снова и будет повторяться до тех пор, пока энергия системы не израсходуется за счет трения мяча о воздух и поверхность.
Наблюдая за превращениями энергии, ученые пришли к выводу, что энергия не исчезает и не возникает «из ничего», она только переходит из одного вида в другой, от одного тела к другому. Иначе это утверждение называют законом сохранения энергии. Причем мы рассмотрели только механическую энергию, другие виды будут изучены в старших классах. Подумайте и ответьте, какие превращения энергии происходят при стрельбе из лука? При стрельбе из лука потенциальная энергия натянутой тетивы переходит в кинетическую энергию движения выпущенной стрелы.
Превращение потенциальной энергии ветра, падающей и движущейся воды, энергии приливов – экологически чистые способы добычи электроэнергии. Эти источники, обладая энергией, передают ее колесам, которые приводят в движение турбины, соединенные с валом электрического генератора.
При таких способах получения электроэнергии не выделяются вредные вещества, загрязняющие окружающую природу.
Остались вопросы по теме? Наши педагоги готовы помочь!
Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам
Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки
Повысим успеваемость по школьным предметам
Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ