24. ZÁKONY ZACHOVÁNÍ

Ráz těles - zákon zachování hybnosti Izolovaná soustava těles – 2 tělesa, která na sebe působí silami akce a reakce a přitom na ně nepůsobí žádná jiná tělesa Zák. zach. hybnosti: – celková hybnost izolované soustavy těles se vzájemným silovým působením nemění. – matematicky: p01 + p02 = p1 + p2 Zák. zach. hmotnosti: – celková hmotnost izolované soustavy těles je konstantní

Zákony zachování energie Mechanická energie – definice (Součet Ek a Ep tvoří celkovou mechanickou energii tělesa) Zákon zachování mechanické energie – Při všech mech. dějích se může měnit Ek v Ep a naopak, celková mech. energie soustavy E je však konst. Zákon zachování energie – Při všech dějích v izolované soustavě těles se mění jedna forma energie v jinou, nebo přechází energie z jednoho tělesa na druhé, celková energie soustavy se však nemění.

Proudění ideální kapaliny Ideální kapalina – definice – proudnice (myšlená čára, jejíž tečna v bodě má směr rychlosti pohybující se částice) – objemový průtok – definice, vzorce, jednotka Rovnice kontinuity – znění, rovnice Bernoulliho rovnice – zák. zachování mech. energie pro proudění ideální kapaliny

Kinetická (pohybová) energie Ek - kinetická energie jednotkového objemu kapaliny. 2

Z nádoby vychází tlaková trubice, v níž je píst. Na píst působí tlaková síla F ... S - obsah průřezu pístu p - tlak v kapalině 2

Působením tlakové síly se píst posune ... ... a vykoná mechanickou práci W rovnou tlakové Ep. 2

Potenciální tlaková energie Ep Hydrostatický tlak p v trubici určuje hodnotu potenci- ální tlakové energie Ep jednotkového objemu (Ep = p). 2

Celková energie jednotkového objemu proudící kapaliny Součet tlakové pot. energie Ep a kinetické energie Ek v jednotkovém objemu kapaliny je stálý. 2

Bernoulliho rovnice Zákon zachování mechanické energie proudící ideální kapaliny ve vodorovné trubici. 2

Hydrodynamický paradox Zúžení trubice, kterou protéká kapalina, vyvolá snížení tlaku v kapalině. 2

Mechanický oscilátor Mechanický oscilátor – zařízení, které bez vnějšího působení kmitá (závaží na pružině, kyvadlo) – druhy energií (Ep pružnosti, Ep polohy)

Přeměny energie v kmitajícím oscilátoru RP A v =0 m.s-1 Ek=0 J Ep=Ec Ek=Ec Ep=0 J v =0 m.s-1 Ek=0 J Ep=Ec Ep=0 J Ek=Ec v =0 m.s-1 Ek=0 J Ep=Ec Ec - celková energie kmitání oscilátoru Ep - potenciální energie pružnosti oscilátoru Ek - kinetická energie oscilátoru

Přeměny energie v kmitajícím oscilátoru RP A v =0 m.s-1 Ek=0 J Ep=Ec Ek=Ec Ep=0 J v =0 m.s-1 Ek=0 J Ep=Ec Ep=0 J Ek=Ec v =0 m.s-1 Ek=0 J Ep=Ec Při harmonickém kmitání se periodicky mění potenciální energie na kinetickou energii a naopak. Nepůsobí-li na os- cilátor vnější síly, je Ec= konst., ym= konst.

Zákon zachování mechanické energie oscilátoru RP A Ec - celková energie oscilátoru

Grafická závislost Ep a Ek v průběhu periody Ep,Ek,y t Při pohybu z rovnovážné polohy do amplitudy Ek klesá a Ep stoupá. Při pohybu z amplitudy do rovnovážné polohy Ek stoupá a Ep klesá.

EC = Ep+ Ek Grafická závislost Ep, Ek a Ec v průběhu periody Ec Celková energie oscilátoru je konstantní a v každém oka- mžiku se rovná součtu potenciální a kinetické energie.

Elektromagnetický oscilátor Oscilační obvod (LC obvod ) – tvořen cívkou a kondenzátorem – parametry indukčnost L kapacita C Kondenzátor se nabíjí ze zdroje stejnosměrného napětí. Mezi jeho deskami je elektrické pole s počáteční hodnotou energie oscilátoru. Přepínačem spojíme kondenzátor s cívkou, kondenzátor se vybíjí a obvodem prochází proud. Energie elektrického pole Ee = ½ . C . U2 se zmenšuje. Proud v cívce se zvětšuje a kolem ní se vytváří magnet. pole s energií Em = ½ . L . I2

- - Zdroj elektromagnetického vlnění + + je kmitající elektromagnetický oscilátor. - + - + Energie elektrického pole nabitého kondenzátoru se mění na energii magnetického pole cívky a naopak.

Přeměny energie v LC obvodu Kondenzátor se vybije za ¼ periody kmitání – nyní je největší proud a celková energie kmitání je v podobě energie magnetického pole. V cívce se pak indukuje napětí a obvodem prochází s opačnou polaritou ndukovaný proud, kterým se kondenzátor opět nabíjí. V ½ periody se přemění energie magnetického pole na energii elektrického pole. Ve druhé polovině periody se děj opakuje opačným směrem.

Jaderné reakce Jaderné reakce – jaderná přeměna vyvolaná vzájemným působením (srážkou) s jinými jádry Druhy jaderných reakcí: – slučování (syntéza) jader – štěpení jader U jaderných reakcí musí platit zákony zachování: energie hybnosti elektrického náboje počtu nukleonů