Кинетическая и потенциальная энергии, Кинетическая энергия, Потенциальная энергия - Моделирование процесса забивки сваи на копровой установке
Кинетическая энергия
Кинетическая энергия тела является мерой его механического движения и определяется работой, которую необходимо совершить, чтобы вызвать данное движение.
Если сила F действует на покоящееся тело и вызывает движение со скоростью v, то она совершает работу, а энергия движущегося тела возрастает на величину затраченной работы. Таким образом, работа силы F на пути, который тело прошло за время возрастания скорости от 0 до v, идет на увеличение кинетической энергии тела, т. е.
DA=dT (9)
Используя скалярную запись второго закона Ньютона и, умножая обе части равенства на перемещение ds, получим
(10)
Так как, то
DA=mvdv=dT (11)
И
(12)
Таким образом, для тела массой m, движущегося со скоростью v, кинетическая энергия системы есть функция состояния движения.
Потенциальная энергия
Потенциальная энергия - часть общей механической энергии системы, определяемая взаимным расположением тел и характером сил взаимодействия между ними.
Пусть взаимодействие тел осуществляется посредством силовых полей (например, поле упругих сил, поле гравитационных сил), характеризующихся тем, что работа, совершаемая действующими силами при перемещении тела из одного положения в другое, не зависит то того, по какой траектории оно произошло, а зависит только от начального и конечного положений. Такие поля называются потенциальными, а силы, действующие на них - консервативными. Если же работа, совершаемая силой, зависит от траектории перемещения тела из одной точки в другую, то такие силы называются диссипативными (например, сила трения).
Тело, находясь в потенциальном поле сил, обладает потенциальной энергией П. Работа консервативных сил при бесконечно малом изменении конфигурации системы равна убыли потенциальной энергии, так как работа совершается за счет потенциальной энергии:
DA=-dП (13а)
Или
(Fdr)=-dП (13б)
Следовательно, если известна функция П(r), то из формулы (8б) можно найти силу F.
Потенциальная энергия может быть определена из формулы (8б) как
(14)
Где const - постоянная интегрирования, т. е. потенциальная энергия определяется с точностью до некоторой произвольной постоянной величины. Это, однако, не отражается на физических законах, так как в них входит или разность потенциальных энергий в двух положениях тела, или производная П(r) по координатам.
Для консервативных сил
(15а)
Или в векторном виде
(15б)
Где
(16)
(i, j,k - единичные векторы координатных осей). Вектор, определяемый выражением (16), называется градиентом скаляра П.
Потенциальная энергия тела массой m, поднятого на высоту h над поверхностью Земли, равна
П=mgh (17)
Где высота h отсчитывается от нулевого уровня, для которого П0=0, g - ускорение свободного падения.
Похожие статьи
-
Работа и энергия - Моделирование процесса забивки сваи на копровой установке
Энергия - универсальная количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. С различными формами движения материи связывают различные формы...
-
Для вывода закона сохранения импульса рассмотрим некоторые понятия. Совокупность материальных точек (тел), рассматриваемых как единое целое, называются...
-
К возобновляемым источникам энергии, многие из которых имеются практически повсеместно и в разных масштабах используются в современном строительстве,...
-
Гидро - и геотермальная энергия - Ресурсосбережение в строительстве
Архитектурные и конструктивные приемы проектирования зданий с использованием гидротермальной и геотермальной энергии Гидротермальная и геотермальная...
-
Подбор молота для погружения свай - Проект девятиэтажного жилого дома со встроенными помещениями
От правильности выбора дизель - молота зависит успешное погружение свай в проектное положение. В первом приближении дизель - молот можно подобрать по...
-
Трехмерная графика нашла широкое применение в таких областях, как научные расчеты, инженерное проектирование, компьютерное моделирование физических...
-
Подбор средств водопонижения - Технология строительных процессов
При производстве строительных работ нулевого цикла необходимо, чтобы дно котлована было защищено от грунтовых вод. Для этой цели используют открытый...
-
К возобновляемым источникам энергии, многие из которых имеются практически повсеместно и в разных масштабах используются в современном строительстве,...
-
Любая задача расчета имеет три стороны: статическую (или динамическую), геометрическую и физическую. Статическая (динамическая) сторона задачи...
-
Моделирование рабочего процесса - Монтаж лестничных маршей
Процесс производства работ разбит на типовые и нетиповые циклы. Нетиповым является тот, который повторяется малое количество раз. При монтаже лестничных...
-
При нарезке сливной призмы с необходимой точностью и при наличии не только поперечного, но и продольного уклона планируемых поверхностей автогрейдер...
-
Устройство набивных свай - Устройство набивных свай
Устройство набивных свай можно разделить на шесть основных групп. В первые три группы входят те виды набивных свай, для устройства которых скважины...
-
Благоустройство территории - Реконструкция как часть строительного процесса
Благоустройство территории один из основных стадий освоения участка, который предназначен для загородного особняка, дачи. Благоустройство таких...
-
Планировочное решение - Реконструкция как часть строительного процесса
Планировочное решение - это решение, на основе которого принимается тот или иной состав и размеры помещений. Дом находиться в Рязанской области,...
-
Технологическая карта - один из основных элементов ППР, содержащей комплекс инструктивных указаний по рациональной технологии и организации строительного...
-
Стационарный подъемник - подъемник, устанавливаемый стационарно возле возводимого сооружения и перебазируемый с разборкой на узлы. Подъемник с креплением...
-
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССЕ ГОРЕНИЯ - Пожарная безопасность в строительстве
Горением называется сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества с окислителем, он сопровождается выделением большого количества...
-
Настоящая методика разработана в развитие "Рекомендаций по организации учета тепловой энергии и теплоносителей на предприятиях, в учреждениях и...
-
Тяга, создаваемая дымовой трубой - Тепловые процессы, происходящие в печах
Для того чтобы дымовые газы прошли из топливника через дымоходы печи к дымовой трубе, преодолев все встречающиеся на пути сопротивления (трение о стенки,...
-
Насосные установки., Характеристики насосных станций. - Назначение и виды насосных станций
Основным энергетическим элементом насосных станций является насосная установка, содержащая один или несколько насосов, всасывающую и нагнетательную...
-
Энергия ветра - Ресурсосбережение в строительстве
Ветер традиционно учитывают в градостроительном, архитектурном и теплотехническом аспектах проектирования зданий. Расчетными факторами являются скорость...
-
Введение - Технологический процесс капитального строительства
Возведение зданий и сооружений складывается из ряда строительных работ, которые в свою очередь, подразделяются на отдельные процессы. При этом выполнение...
-
Технологический процесс - Технология оштукатуривания фасада теплоизоляционными штукатурками
Для штукатурных работ необходимо подготовить обычные инструменты: мастерок, набор разных шпателей, правило, уровень и маяки (узкие пластиковые или...
-
Водоснабжение строительства должно осуществляться с учетом действующих систем водоснабжения. При устройстве сетей временного водоснабжения в первую...
-
Солнечная энергия - Ресурсосбережение в строительстве
Солнечная энергия, а также солнечное излучение, аккумулированное в виде тепла в окружающей среде, являются одним из дополнительных энергетических...
-
Портландцемент самоотвердевание строительный Портландцементом называется гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением...
-
Геометрические элементы автомобильных дорог - Автомобильная дорога как инженерное сооружение
Геометрические элементы автомобильных дорог определяются расчетной скоростью движения одиночных автомобилей при условии нормального сцепления колес с...
-
При построении сетевого графика следует предусматривать равномерное использование рабочей силы. Для этого, под сетевым графиком вычерчиваем график...
-
Привязка монтажного крана и определение зон влияния - Проект производства строительных работ
Одноэтажные промышленные здания монтируют в большинстве случаев самоходными стреловыми кранами на гусеничном или пневмоколесном ходу. Значительно реже...
-
Гидравлический расчет внутреннего водопровода - Внутренний водопровод здания
Система водоснабжения здания назначена на основании исходных данных и по СНиП 2.04.01-85. По назначению относится к хозяйственно-питьевой. Схема сети...
-
Геометрическая неизменяемость ферм - Стальные строительные конструкции
Для обеспечения геометрической неизменяемости необходимо, во-первых, чтобы связей, наложенных на перемещение узлов фермы было достаточно, во-вторых,...
-
Выбор, обоснование и описание принятой схемы технологического процесса - Теплоизоляция пенобетона
Технологическим процессом называют процесс обработки сырья и полуфабрикатов до получения готовых материалов или изделий. Производство пеноблока...
-
Комплексный процесс монтажа строительных конструкций включает транспортные, подготовительные и основные монтажные операции. К транспортным операциям...
-
Участок наблюдения № 8 предназначен для эстетического отдыха граждан. Однако в следствии неаккуратного отношения населения и действия природных факторов...
-
Установка колонн - Монтаж сборных элементов фундаментов и колонн
Колонны начинают монтировать после приемки фундаментов или опор. На этом этапе с помощью теодолита проверяют положение поперечных и продольных осей...
-
Число свай на 1 погонный метр в фундаменте устанавливают исходя из допущений, что ростверк осуществляет равномерное распределение нагрузки на сваи....
-
Учет ветрового и климатического режима в строительстве Прежде чем перейти к изложению учету моделирования необходимо оговорить вопросы, которые решались...
-
Основные процессы функционирования (основные и дополнительные услуги гостиницы) Гостиница любой категории должна предоставлять услуги, необходимые для...
-
Определение несущую способность сваи по грунту - Основания и фундаменты
Определяем несущую способность сваи по грунту по СНиП 2.02.03-85 "Свайные фундаменты". Рисунок 6- Схема для определения несущей способности сваи , Где С...
-
Введение - Реконструкция как часть строительного процесса
Реконструкция является одной из главных частей строительного процесса. С помощью реконструкции можно ощутимо сократить расходы на строительство, таковыми...
Кинетическая и потенциальная энергии, Кинетическая энергия, Потенциальная энергия - Моделирование процесса забивки сваи на копровой установке