Energiyaning saqlanish qonuni

Energiyaning saqlanish qonuni

Energiyaning saqlanish qonuni — fizikaning asosiy prinsipi boʻlib, ajratilgan tizimning umumiy energiyasi vaqt oʻtishi bilan doimiy boʻlib qoladi. Boshqacha qilib aytganda, energiyani yaratish yoki yoʻq qilish mumkin emas; u faqat bir shakldan boshqasiga oʻtkazilishi yoki oʻzgartirilishi mumkin.

Energiyaning saqlanish qonuni energiyaning kinetik energiya (harakat energiyasi), potentsial energiya (joylashuvga qarab saqlanadigan energiya), issiqlik energiyasi (issiqlik), kimyoviy energiya va boshqalar kabi turli shakllarga ega ekanligi haqidagi gʻoyaga asoslanadi. Ushbu qonunga koʻra, yopiq tizimdagi barcha energiya shakllarining yigʻindisi tizim ichida sodir boʻladigan jarayonlar yoki oʻzaro taʼsirlardan qatʼi nazar, doimiy boʻlib qoladi.

Matematik jihatdan energiyaning saqlanish qonuni koʻpincha quyidagicha ifodalanadi:$$E_{jami, boshlangʻich} = E_{jami, yakuniy}$$Bu yerda$E_{jami, boshlang'ich}$ — tizimning boshidagi umumiy energiyasi va $E_{jami, yakuniy}$- tizimning umumiy energiyasi. jarayonning oxiri.

Shuni taʼkidlash kerakki, izolyatsiya qilingan tizimning umumiy energiyasi saqlanib qolganda, energiya tizimning turli qismlari oʻrtasida oʻtkazilishi va bir shakldan ikkinchisiga oʻzgarishi mumkin. Bu tamoyil fizikada asosiy tushuncha boʻlib, turli fizik hodisalarni tushunish va tahlil qilishda hal qiluvchi rol oʻynaydi.

Energiyaning saqlanish qonuni — koʻpgina tajribaviy malumotlarning umumjamlashgan natijasidir. Bu qonunni miqdor jixatidan nemis vrachi Y.Mayer va nemis tabiatshunosi G.Gelmgoltslar ifodalab berishgan.

Massalari $m_1, m_2, .... , m_n$ va $v_1, v_2, .... , v_n$ tezlik bilan harakatlanayotgan moddiy nuqtalardan iborat boʻlgan yopiq tizimni olaylik.

Har bir moddiy nuqtaga $f_1, f_2, .... , f_n$ teng taʼsir etuvchi ichki konservativ kuchlar va $\vec{F_1}, \vec{F_2}, .... , \vec{F_n}$ teng taʼsir etuvchi tashqi kuchlar taʼsir etayotgan boʻlsin.

$v << c$ boʻlganda, moddiy nuqtalar massalari oʻzgarmaganligi sababli, ularga Nyutonning II qonunini tadbiq etish mumkin:$$m_1 = \frac{d\vec{v_1}}{dt} = \vec{f_1}+ \vec{F_1}$$$$m_2 = \frac{d\vec{v_2}}{dt} = \vec{f_2}+ \vec{F_2}$$$$………………………$$$$m_n = \frac{d\vec{v_n}}{dt} = \vec{f_n}+ \vec{F_n}$$

Barcha nuqtalar qandaydir $dt$ vaqt oraligʻida $dx_1,dx_2,......,dx_n$ masofalarga koʻchgan boʻlsin. Shu koʻchishlarni tezlik orqali, skalyar koʻrinishda ifodalasak, quyidagilarga ega boʻlamiz:$$m_1(v_1dv_1)-(f_1+F_1)dx_1=0$$$$m_2(v_2dv_2)-(f_2+F_2)dx_2=0$$$$………………………$$$$m_n(v_ndv_n)-(f_n+F_n)dx_n=0$$

Yopiq tizim uchun, uning moddiy nuqtalariga tasir etuvchi tashqi kuchlar yigʻindisi noʻlga tengdir

$${F_1}+{F_2}+….+ {F_n} =0$$

Shu sababli yuqoridagi tenglamalarni jamlasak quyidagiga ega boʻlamiz: $$\sum_{i=1}^N m_iv_idv_i- \sum_{i=1}^Nf_i \cdot dx_i = 0$$Bu yerda $$\sum_{i=1}^N m_iv_idv_i- \sum_{i=1}^N d \biggl(m_i\frac{v_i²}{2} \biggr) = dW_k$$$dW_k$ — tizim kinetik energiyasining cheksiz kichkina oʻzgarishidir $- \sum_{i=1}^Nf_i \cdot dx_i = 0$ yopiq tizim ichida moddiy nuqtalarning ichki konservativ kuchlarga qarshi bajargan ishidir va tizim potensial energiyasini oʻzgarishiga tengdir $$dA = -dW_n$$Butun yopiq tizim uchun $$dW_k+dW_n = 0$$ga teng. Demak yopiq tizimning toʻliq mexanik energiyasi $$W_k+W_n=W=const$$ga ega boʻlamiz ifoda mexanik energiyaning saqlanish qonunidir .

Jismlarning yopiq tizimida fakat qonservativ kuchlar tasir etsa, mexanik energiya saqlanib qoladi yoki vaqt boʻyicha oʻzgarmas boʻladi

Manbalar

Oʻzbekiston aloqa va axborotlashtirish agentligi Toshkent axborot texnologiyalari universiteti Fizika kursi darslik 1--qism 48 — 50 betlar