дисипативні системи

Діссіпат і вние сист е ми, механічні системи, повна механічна енергія яких (т. Е. Сума кінетичної і потенційної енергій) при русі убуває, переходячи в інші форми енергії, наприклад в теплоту. Цей процес називається процесом дисипації (розсіювання) механічної енергії; він відбувається внаслідок наявності різних сил опору (тертя), які називаються також диссипативними силами. Приклади Д. з .: тверде тіло, що рухається по поверхні іншого при наявності тертя; рідина або газ, між частинками яких при русі діють сили в'язкості (в'язке тертя), і т.п.

Рух Д. с. може бути як уповільненим, або загасаючим, так і прискореним. Наприклад, коливання вантажу, підвішеного до пружини (рис., А), будуть затухати внаслідок опору середовища і внутрішнього (вузького) опору, що виникає в матеріалі самої пружини при її деформаціях. Рух же вантажу уздовж шорсткою похилій площині, що відбувається, коли скочується сила більше сили тертя (рис., Б), буде прискореним. При цьому його швидкість v, а отже, і кінетична енергія Т = mv2 / 2, де m - маса вантажу, весь час зростають, але це зростання відбувається повільніше, ніж спадання потенційної енергії П = mgh (g - прискорення сили тяжіння, h - висота вантажу). В результаті повна механічна енергія вантажу Т + П весь час зменшується.

Поняття Д. с. вживають у фізиці також і до немеханічних систем у всіх випадках, коли енергія упорядкованого процесу переходить в енергію неупорядкованого процесу, в кінцевому рахунку - в теплову. Так, система контурів, в якій відбуваються коливання електричного струму, затухаючі через наявність омічного опору, буде також Д. с .; в цьому випадку електрична енергія переходить в джоулево тепло.

Практично в земних умовах через неминуче наявності сил опору все системи, в яких не відбувається припливу енергії ззовні, є Д. с. Розглядати їх як консервативні, т. Е. Такі, в яких має місце збереження механічної енергії, можна лише приблизно, відволікаючись від обліку сил опору. Однак і неконсервативних система може не бути Д. с., Якщо в ній диссипация енергії компенсується припливом енергії ззовні. Наприклад, окремо взятий маятник годинника через наявність опорів тертя буде Д. с. і його коливання (як і вантажу на рис., а) будуть затухати. Але при періодичному припливі енергії ззовні за рахунок заводний пружини або опускаються гир диссипация енергії компенсується і маятник буде здійснювати автоколебания .

С. М. Тарг.

Діссіпат і вние сист е ми, механічні системи, повна механічна енергія яких (т

Мал. до ст. Дисипативні системи.

Новости