RO

Română

DE

Deutsch

EN

English

🏠Acasă / 📁Fizică / 📁Nivelul 2 / 📁Fenomene mecanice / 📁Energia mecanică / 📁Conversia și conservarea energiei / 📄Teorema variației energiei mecanice

Teorema variației energiei mecanice

Această teoremă se obține prin combinarea teoremei variației energiei cinetice și a teoremei variației energiei potențiale:

Variația energiei mecanice a unui sistem este egală cu lucrul mecanic efectuat doar de forțele neconservative care acționează în sistem:

 

ΔE=LR(necons)

(1)

Demonstrație: Dat fiind faptul că:

 

E=EC+EP⇒ΔE=Δ(EC+EP)=ΔEC+ΔEP

(2)

și

 

ΔEC=LR=LR(cons)+LR(necons)ΔEP=−LR(cons)

(3)

rezultă imediat (1).

Forțele neconservative sunt cele al căror lucru mecanic depinde de drumul parcurs, nu doar de poziția inițială și poziția finală.

Forțele neconservative se împart în două categorii:

Exemplu:

Presupunem că un corp se află inițial într-o poziție A în spațiu și în final va ajunge într-o poziție B, deplasându-se uniform:

Image1

Cele două poziții A, B sunt separate între ele printr-o distanță d pe orizontală și o diferență de nivel h pe verticală. De la A la B corpul poate să ajungă pe diverse căi:

calea 1: Corpul urcă pe un plan înclinat de unghi α≈arctan(h/d) .

Image2

Calculăm lucrul mecanic al forțelor G⃗,Ff⃗,F⃗  pentru toată deplasarea de la A la B pe calea 1:

forța

mărimea forței

lucrul mecanic

G⃗

G=m⋅g

LG=−G⋅h=−m⋅g⋅h

Ff⃗

Ff=μ⋅N=μ⋅m⋅g⋅cos(α),cos(α)=d/l

LFf=−Ff⋅l=−μ⋅m⋅g⋅d

F⃗

F=Gt+Ff,Gt=m⋅g⋅sin(α),sin(α)=h/l

LF=F⋅l=m⋅g⋅h+μ⋅m⋅g⋅d

 

calea 2: Corpul urcă pe o pantă mai abruptă β>α , dar parcurge și porțiuni de drum orizontal:

Image3

Calculăm lucrul mecanic al forțelor G⃗,Ff⃗,F⃗  pentru toată deplasarea de la A la B pe calea 2:

forța

mărimea forței

lucrul mecanic

pe porțiunea orizontală

pe planul înclinat

G⃗

G=m⋅g

G=m⋅g

LG=−G⋅h=−m⋅g⋅h

Ff⃗

Ff=μ⋅m⋅g

Ff=μ⋅m⋅g⋅cos(β),cos(β)=d2/l

LFf=−μ⋅m⋅g⋅d1−μ⋅m⋅g⋅d2='−μ⋅m⋅g⋅d

F⃗

F=Ff

F=Gt+Ff,Gt=m⋅g⋅sin(β),sin(β)=h/l

LF=m⋅g⋅h+μ⋅m⋅g⋅d

 

calea 3: Corpul se deplasează pe orizontală și urcă o treaptă:

Image4

Calculăm lucrul mecanic al forțelor G⃗,Ff⃗,F⃗  pentru toată deplasarea de la A la B pe calea 3:

forța

mărimea forței

lucrul mecanic

pe porțiunea orizontală

la urcarea treptei

G⃗

G=m⋅g

G=m⋅g

LG=−G⋅h=−m⋅g⋅h

Ff⃗

Ff=μ⋅m⋅g

Ff=0

LFf=−μ⋅m⋅g⋅d

F⃗

F=Ff

F=G

LF=m⋅g⋅h+μ⋅m⋅g⋅d

 

calea 4: Corpul se deplasează pe orizontală și urcă o succesiune de trepte neregulate:

Image5

Lucrul mecanic al forțelor G⃗,Ff⃗,F⃗  pentru toată deplasarea de la A la B pe calea 4 este la fel ca și pe calea 3:

forța

mărimea forței

lucrul mecanic

pe porțiunile orizontale

la urcarea treptelor

G⃗

G=m⋅g

G=m⋅g

LG=−G⋅h=−m⋅g⋅h

Ff⃗

Ff=μ⋅m⋅g

Ff=0

LFf=−μ⋅m⋅g⋅d

F⃗

F=Ff

F=G

LF=m⋅g⋅h+μ⋅m⋅g⋅d

 

calea 5: Corpul se deplasează pe un traseu oarecare cu pantă variabilă:

Image6

Lucrul mecanic al forțelor G⃗,Ff⃗,F⃗  pentru toată deplasarea de la A la B pe calea 5 este la fel ca și pe calea 1, fiindcă privim traseul ca pe o succesiune de porțiuni înclinate, mai mult sau mai puțin:

forța

mărimea forței

lucrul mecanic

G⃗

G=m⋅g

LG=−G⋅h=−m⋅g⋅h

Ff⃗

Ff=μ⋅N

LFf=−μ⋅m⋅g⋅d

F⃗

F=Gt+Ff

LF=m⋅g⋅h+μ⋅m⋅g⋅d

 

© 2026 Nascov Victor - Toate drepturile sunt rezervate.