最近很多人询问关于机械守恒定律怎么成立的的一些具体情况,今天我们来详细介绍一下。
机械守恒定律的概念
机械守恒定律是指在一定条件下,系统的机械能总量保持不变。即:系统内机械能转化前后总量保持不变。
成立的条件
机械守恒定律成立的条件是封闭系统内只有重力、弹性、摩擦等内力和外力作用,而且这些力都是保守力。如果存在非保守力,则机械能不能守恒。
推导过程
机械守恒定律可以通过对物理公式的推导来得到。根据动能定理和位能定理可得:
K+U=const
其中K为物体动能,U为物体势能,const代表常数。因为只有重力、弹性、摩擦等内力和外力作用且这些力都是保守力,所以在无穷小时间dt内做功为0:
dW=Fdr=0
dW=d(K+U)=dK+dU=0
dK=-dU
由此可知,当物体从初态变化到末态时,动能增加时势能减少相应地,动能减少时势能增加相应地,总机械能不变。
应用范围
机械守恒定律的应用范围非常广泛,例如:弹簧振子、单摆、滑轮等都可以运用机械守恒定律来分析问题。
结论
机械守恒定律是由封闭系统内只有重力、弹性、摩擦等内力和外力作用且这些力都是保守力的条件下推导而来的。在这种情况下,系统内的机械能总量保持不变。该定律在物理学中有着广泛的应用。