Новости звезд
Период изменения потенциальной энергии пружинного маятника. Что такое потенциальная энергия
Понятие энергии как физической величины вводится для характеристики способности тела или системы тел к совершению работы. Как известно, существуют различные виды энергии. Наряду с уже рассмотренной выше кинетической энергией, которой обладает движущееся тело, существуют различные виды потенциальной энергии: потенциальная энергия в поле тяжести, потенциальная энергия растянутой или сжатой пружины или вообще любого упруго деформированного тела и т. д.
Гравитационное поле, обнаруживаемое в кооперирующей системе, усиливается ускорением системы. И вам нужно работать против этого гравитационного поля, если вы хотите встать. Мы все инстинктивно знаем, что подъем чего-то очень тяжелого над чьей-то головой представляет собой потенциально опасную ситуацию. Вес может быть хорошо застрахован, поэтому он не обязательно опасен. Наша забота заключается в том, что все, что обеспечивает силу для поднятия веса против силы тяжести, может потерпеть неудачу. Чтобы использовать правильную терминологию физики, мы обеспокоены гравитационной потенциальной энергией веса.
Превращения энергии. Основное свойство энергии заключается в ее способности к превращению из одного вида в другой в эквивалентных количествах. Известные примеры таких превращений - переход потенциальной энергии в кинетическую при падении тела с высоты, переход кинетической энергий в потенциальную при подъеме брошенного вверх тела, чередующиеся взаимные превращения кинетической и потенциальной энергий при колебаниях маятника. Каждый из вас может привести массу других подобных примеров.
Предположим, что масса пустого лифта правильно сбалансирована противовесом. Мощность передается из сетки на гравитационную потенциальную энергию человека и теплоту из-за трения в лифтовой системе. Поскольку лифт имеет противовес, нет никаких изменений в гравитационной потенциальной энергии системы подъемно-противовеса.
Нам говорят, что общая эффективность системы составляет 25%. Это означает, что 25% электрической энергии, используемой двигателем, становится полезной работой - в этом случае в потенциальной энергии гравитации - и что остальные 75% теряются в окрестностях.
Потенциальная энергия связана с взаимодействием тел или частей одного тела. Для последовательного введения этого понятия естественно рассмотреть систему взаимодействующих тел. Отправным пунктом здесь может служить теорема о кинетической энергии системы, определяемой как сумма кинетических энергий составляющих систему частиц:
Упражнение 2. Гравитационная потенциальная энергия - одна из немногих форм энергии, которую мы можем сохранить практическим способом в больших масштабах. Нам нужно хранить избыточное электричество из источников, таких как энергия ветра и солнечной энергии, чтобы иметь возможность передавать их в сетку в пиковые времена. Это может быть достигнуто с помощью водоразборных гидрорегуляторов. На приведенном ниже рисунке показан пример такой системы. Когда спрос на энергию высок, поток меняется на противоположный.
Насос становится генератором, управляемым гравитационной потенциальной энергией воды в верхнем резервуаре. Вода может выделяться очень быстро, чтобы обеспечить максимальную мощность, необходимую для всего города или даже нескольких городов. В случае потенциальной гравитационной энергии между большими расстояниями мы обычно выбираем место нашей нулевой точки, которое может показаться противоречащим интуиции. Это приводит к отрицательным значениям всех значений гравитационной потенциальной энергии.
Работа внутренних сил. Как и раньше, когда обсуждался закон сохранения импульса системы тел, будем делить действующие на тела системы силы на внешние и внутренние. По аналогии с законом изменения импульса можно было бы ожидать, что для системы материальных точек изменение кинетической энергии системы будет равно работе только внешних сил, действующих на систему. Но легко видеть, что это не так. При рассмотрении
Когда вы находитесь рядом с планетой, вы действительно привязаны к ней силой тяжести, и вам нужно много энергии, чтобы убежать. К этому времени ускорение, вызванное гравитацией, уменьшилось примерно до 1% от значения, которое оно имеет на поверхности. Энергия не может быть создана или уничтожена. Это называется энергосбережением. Вселенная имеет ограниченное количество энергии, которая передается из одной формы в другую. В настоящее время мы должны искать новые энергетические ресурсы, поскольку старые методы сжигания ископаемого топлива увеличиваются парниковый эффект и привело к глобальному потеплению.
изменения полного импульса системы импульсы внутренних сил взаимно уничтожались из-за третьего закона Ньютона. Однако работы внутренних сил попарно уничтожаться не будут, так как в общем случае частицы, на которые эти силы действуют, могут совершать разные перемещения.
Действительно, при вычислении импульсов внутренних сил они умножались на одно и то же время взаимодействия, а при вычислении работы эти силы умножаются на перемещения соответствующих тел, которые могут различаться. Например, если две притягивающиеся частицы переместятся навстречу друг другу, то внутренние силы их взаимодействия совершат положительные работы и их сумма будет отлична от нуля.
В этом руководстве для учителей мы исследуем различные формы энергии, которые можно найти, и мы рассмотрим передачи, которые сделаны между этими энергетическими формами. В конце этого урока ваши ученики создадут удивительные истории, подобные этим ниже!
Общая информация для учителей энергетики
Английский физик Джеймс Прескотт Джойл провел много экспериментов, направленных на эквивалентность тепловой и механической энергии. Он обнаружил, что температуру воды можно увеличить с помощью механической энергии. Это привело к закону об экономии энергии, согласно которому полная энергия в замкнутой системе постоянна, а это означает, что энергия не может быть создана или уничтожена.
Таким образом, работа внутренних сил может привести к изменению кинетической энергии системы. Именно благодаря этому обстоятельству механическая энергия системы взаимодействующих тел не сводится только к сумме их кинетических энергий. Полная механическая энергия системы наряду с кинетической энергией включает в себя потенциальную энергию взаимодействия частиц системы. Полная энергия зависит от положений и скоростей частиц, т. е. она представляет собой функцию механического состояния системы.
Во вселенной есть ограниченное количество энергии, потому что энергия может переноситься только из одной формы в другую, а не создаваться или уничтожаться. Например, лампочка передает электричество световой энергии. Лампочки также нагреваются так, что не все электричество превращается в световую энергию, некоторые из которых передаются в тепло. Мы называем эту энергию энергией, затрачиваемой на энергию, и энергию полезной энергии света. Современные лампочки более эффективны, чем лампочки 50 лет назад.
Это означает, что такое же количество электроэнергии передается световой энергии и меньше тепла. Инженеры прилагают все усилия, чтобы повысить эффективность многих объектов в наших домах, поэтому мы используем меньше электричества. Общество сталкивается с огромной проблемой, пытаясь изучить и развить энергетические ресурсы, которые не способствуют глобальному потеплению и изменению климата. Чтобы узнать больше об энергетических ресурсах, посетите наш справочник учителей энергетических ресурсов.
Потенциальная энергия. Наряду с делением сил, действующих на частицы системы, на внешние и внутренние, для введения понятия потенциальной энергии нужно разбить все силы на две группы по другому признаку.
В первую группу отнесем силы, работа которых при изменении взаимных положений частиц не зависит от способа изменения конфигурации системы, т. е. от того, по каким траекториям и в какой последовательности частицы системы перемещаются из своих начальных положений в конечные. Такие силы будем называть потенциальными. Примерами потенциальных сил могут служить силы тяготения, кулоновские силы электростатического взаимодействия заряженных частиц, упругие силы. Соответствующие силовые поля также называются потенциальными.
Кинетическая энергия также известна как энергия движения. Эту форму энергии можно найти во всем, что движется, например, на автомашине или кузнечике. Это означает, что количество кинетической энергии зависит от двух факторов: скорости и массы. Если увеличить оба, то кинетическая энергия будет возрастать.
Звуковая энергия находится во всем, что вибрирует. Более громкие звуки имеют больше энергии. Тепловая энергия также известна как тепло. Горячая чашка кофе имеет тепловую энергию. Со временем это тепло рассеивается в окружающей среде, когда кофе охлаждается. Количество тепла связано с температурой объекта.
Ко второй группе отнесем силы, работа которых зависит от формы пути. Эти силы объединим под названием непотенциальных. Наиболее характерный пример непотенциальных сил - сила трения скольжения, направленная противоположно относительной скорости.
Работа в однородном поле. Потенциальная энергия количественно определяется через работу потенциальных сил. Рассмотрим, например, некоторое тело в однородном поле тяжести Земли, которую из-за ее большой массы будем считать неподвижной. В однородном поле действующая на тело сила тяжести всюду одинакова, и потому, как было показано в предыдущем параграфе,
Химическая энергия - это энергия, которая хранится в химических связях между молекулами и атомами. Эта энергия может выделяться во время химической реакции, такой как акустическая, тепловая, световая или кинетическая энергия. Примером чего-то, что имеет химическую энергию, является пища или батарея.
Электричество можно найти в движущихся или статических зарядах. Электричество может быть передано многим различным видам энергии. С телевизором, электричество передается на свет, звук и тепло. Гравитационный потенциал Энергия держит энергию во всем, что находится над землей. Шар в верхней части башни имеет потенциальную энергию от силы тяжести. По мере того как он падает, потенциальная энергия тяжести переносится в кинетическую энергию. Количество потенциальной энергии гравитации зависит от массы объекта, его высоты и силы гравитационного поля.
ее работа при перемещении тела не зависит от формы траектории, соединяющей начальную и конечную точки. Работа силы тяжести при перемещении тела из положения 1 в положение 2 (рис. 115) определяется только разностью высот в начальном и конечном положениях:
Так как работа не зависит от формы пути, она может служить характеристикой начальной и конечной точек, т. е. характеристикой самого силового поля.
Световая энергия также известна как лучистая энергия. Он расположен во всех частях электромагнитного спектра. Упругий потенциал Энергия хранится в предметах, которые измельчаются или растягиваются, например, пружины и резиновые ленты. Количество хранимой энергии зависит от того, насколько объект сжат или растянут, и насколько твердый материал из объекта.
Ядерная энергия хранится в атомных ядрах. Он высвобождается во время ядерных реакций, таких как слияние и деление. Примеры этого можно найти в ядерных реакторах и атомных бомбах. Магнитная энергия связана с магнитами или электромагнитами. Магги-тренеры используют магнитную энергию для подъема поездов с земли.
Рис. 115. Работа силы тяжести при перемещении из положения 1 в положение 2 равна
Примем какую-либо точку поля (например, ту, от которой отсчитаны высоты в формуле за начало отсчета и будем рассматривать работу, совершаемую силой тяжести при перемещении частицы в эту точку из другой произвольной точки Р, находящейся на высоте Эта работа, как следует из (2), равна и называется потенциальной энергией частицы в точке Р:
Введение в планирование энергии для занятий, студенческих занятий и графических организаторов
- Что такое энергия?
- Как выглядят разные формы энергии?
- Что такое эффективность?
Фактически это есть потенциальная энергия гравитационного взаимодействия тела и Земли, создающей это поле.
Работа и потенциальная энергия. Работа силы тяжести при перемещении тела из точки 1 в точку 2, даваемая формулой (2), равна разности потенциальных энергий в начальной и конечной точках пути:
В произвольном потенциальном поле, где модуль и направление силы зависят от положения частицы, потенциальная энергия в некоторой точке Р, как и в однородном поле, равна работе силы поля при перемещении частицы из этой точки Р в начало отсчета, т. е. в фиксированную точку, потенциальная энергия в которой принята равной нулю. Выбор точки, в которой потенциальная энергия принимается равной нулю, произволен и определяется только соображениями удобства. Например, в однородном поле тяжести Земли отсчет высоты и потенциальной энергии удобно вести от поверхности Земли (уровня моря).
Пример Введение в энергетический словарь
Способность работать, измеренная в джоулях. Измерьте в метрах в секунду. Привлекательная сила между объектами, имеющими таблицу. Он увеличивается по мере уменьшения расстояния и увеличения массы. Доля общей входящей энергии, которая переносится на полезные формы. Эффективность = полезная энергия - общая энергия.
Идея о том, что энергия не может быть создана или уничтожена, переносится из одной формы в другую. Расход батареи батареи Амперметр Ток Распылитель Динамо Электрические Флектроны Пищевой топливный генератор Неэффективная изоляция Джоулеметр Световая мощность Трансформация Напряжение Масса. Продемонстрируйте свое понимание ключевого научного словаря, создав визуализацию.
Отмеченная неоднозначность в определении потенциальной энергии никак не сказывается на результатах при практическом использовании понятия потенциальной энергии, так как физический смысл
имеет только изменение потенциальной энергии, т. е. разность ее значений в двух точках поля, через которую выражается работа сил поля при перемещении тела из одной точки в другую.
Введение в дискуссионную историю энергетики
Иллюстрирует значение слова в ячейке, используя комбинацию сцен, знаков и элементов.
- Выберите пять слов из словаря и введите их в поле заголовка.
- Найдите определение в печатном или онлайн-словаре и сохраните его под ячейкой.
- Кроме того, используйте «Фотографии для класса», чтобы привести примеры слов.
Дискуссионные истории - отличный способ заставить учащихся говорить о своих идеях в науке. Они позволяют студентам критиковать и оценивать различные точки зрения, не мешая другим студентам. Эта деятельность может быть использована в начале темы, чтобы вызвать некоторые заблуждения, которые могут иметь ученики.
Центральное поле. Покажем потенциальный характер центрального поля, в котором сила зависит только от расстояния до силового центра и направлена по радиусу. Примерами центральных полей могут служить поле тяготения планеты или любого тела со сферически-симметричным распределением масс, электростатическое поле точечного заряда и т. д.
Прежде всего, покажите студентам сценарий обсуждения, как показано ниже. Попросите их рассмотреть этот вопрос в дискуссионной доске. В нем показаны четыре студента, у которых есть ключ к проблеме перед ними. Студенты должны думать о том, кто, по их мнению, является наиболее правильным и готовы объяснить, почему это правильно.
Вот некоторые другие идеи для использования этих дискуссионных таблиц в уроках. Студенты добавляют еще одну ячейку в конце примера, который вы дали им, чтобы объяснить, кто они считают правдой и почему. Студенты создают свои собственные обсуждения, чтобы поделиться со своими сверстниками по этому вопросу. Обратите внимание, что шаблон в этой задаче пуст. После того, как вы нажмете «Копировать задание», добавьте нужную проблему и решения, соответствующие потребностям ваших учеников.
Пусть тело, на которое действует центральная сила направленная по радиусу от силового центра О (рис. 116), перемещается из точки 1 в точку 2 по некоторой кривой. Разобьем весь путь, на маленькие участки так, чтобы силу в пределах каждого участка можно было считать постоянной. Работа силы на таком участке
Но как видно из рис. 116, есть проекция элементарного перемещения на направление радиуса-вектора проведенного из силового центра: Таким образом, - работа на отдельном участке равна произведению силы на изменение расстояния до силового центра. Суммируя работы на всех участках, убеждаемся, что работа сил поля при перемещении тела из точки I в точку 2 равна работе по перемещению вдоль радиуса из точки I в точку 3 (рис. 116). Итак, эта работа определяется только начальным и конечным расстояниями тела от силового центра и не зависит от формы пути, что и доказывает потенциальный характер любого центрального поля.
Рис. 116. Работа сил центрального поля
Потенциальная энергия в поле тяготения. Чтобы получить явное выражение для потенциальной энергии тела в некоторой точке поля, нужно рассчитать работу при перемещении тела из этой точки в другую, потенциальная энергия в которой принимается равной нулю. Приведем выражения для потенциальной энергии в некоторых важных случаях центральных полей.
Потенциальная энергия гравитационного взаимодействия точечных масс и М или тел со сферически-симметричным распределением масс, центры которых находятся на расстоянии друг от друга, дается выражением
Разумеется, об этой энергии можно говорить и как о потенциальной энергии тела массы в поле тяготения, создаваемом телом массы М. В выражении (5) потенциальная энергия принята равной нулю при бесконечно большом расстоянии между взаимодействующими телами: при
Для потенциальной энергии тела массы в поле тяготения Земли удобно видоизменить формулу (5) с учетом соотношения (7) из § 23 и выразить потенциальную энергию через ускорение свободного падения поверхности Земли и радиус Земли
Если высота тела над поверхностью Земли мала по сравнению с радиусом Земли то, подставляя в в виде и используя приближенную формулу можно преобразовать формулу (6) следующим образом:
Первое слагаемое в правой части (7) можно опустить, так как оно постоянно, т. е. не зависит от положения тела. Тогда вместо (7) имеем
что совпадает с формулой (3), полученной в приближении «плоской» Земли для однородного поля тяжести. Подчеркнем, однако, что в отличие от (6) или (7) в формуле (8) потенциальная энергия отсчитывается от поверхности Земли.
Задачи
1. Потенциальная энергия в поле тяготения Земли. Чему равна потенциальная энергия тела на поверхности Земли и на бесконечно большом расстоянии от Земли, если принять ее равной нулю в центре Земли?
Решение. Чтобы найти потенциальную энергию тела на поверхности Земли при условии, что она равна нулю в центре Земли, нужно рассчитать работу, совершаемую силой тяготения при мысленном перемещении тела с поверхности Земли в ее центр. Как было выяснено ранее (см. формулу (10) § 23), действующая на находящееся в глубине Земли тело сила тяготения пропорциональна его расстоянию от центра Земли, если считать Землю однородным шаром с одинаковой всюду плотностью:
Для вычисления работы весь путь от поверхности Земли до ее центра разбиваем на малые участки, на протяжении которых силу можно считать постоянной. Работа на отдельном малом участке изображается на графике зависимости силы от расстояния (рис. 117) площадью узкой заштрихованной полоски. Эта работа положительна, так как направления силы тяжести и перемещения совпадают. Полная работа, очевидно,
изображается площадью треугольника с основанием и высотой
Значение потенциальной энергии на поверхности Земли равно работе, даваемой формулой (9):
Для того чтобы найти значение потенциальной энергии на бесконечно большом расстоянии от Земли, следует учесть, что разность потенциальных энергий на бесконечности и на поверхности Земли равна, в соответствии с (6), и не зависит от того, где выбран нуль потенциальной энергии. Именно такую величину нужно прибавить к значению (10) потенциальной энергии на поверхности, чтобы получить искомое значение на бесконечности:
2. График потенциальной энергии. Постройте график потенциальной энергии тела массы в поле тяготения Земли, считая ее однородным шаром.
Решение. Примем для определенности значение потенциальной энергии в центре Земли равным нулю.
Рис. 117. К расчету потенциальной энергии
Рис. 118. График потенциальной энергии
Для любой внутренней точки, находящейся на расстоянии от центра Земли, потенциальная энергия рассчитывается так же, как и в предыдущей задаче: как следует из рис. 117, она равна площади треугольника с основанием и высотой Таким образом,
Для построения графика потенциальной энергии при где сила убывает обратно пропорционально квадрату расстояния (рис. 117), следует воспользоваться формулой (6). Но в соответствии со сделанным выбором точки отсчета потенциальной энергии к значению, даваемому
мулой (6), следует прибавить постоянную величину Поэтому
Полный график показан на На участке от центра Земли до ее поверхности он представляет собой отрезок параболы (12), минимум которой расположен при Такую зависимость иногда называют «квадратичной потенциальной ямой». На участке от поверхности Земли до бесконечности график представляет собой отрезок гиперболы (13). Эти отрезки параболы и гиперболы плавно, без излома, переходят друг в друга. Ход графика соответствует тому, что в случае сил притяжения потенциальная энергия возрастает при увеличении расстояния.
Энергия упругой деформации. К потенциальным силам относятся также и силы, возникающие при упругой деформации тел. В соответствии с законом Гука эти силы пропорциональны деформации. Поэтому потенциальная энергия упругой деформации квадратично зависит от деформации. Это становится сразу ясным, если учесть, что зависимость силы от смещения из положения равновесия здесь такая же, как и у рассмотренной выше силы тяжести, действующей на тело внутри однородного массивного шара. Например, при растяжении или сжатии на упругой пружины жесткости к, когда действующая сила потенциальная энергия дается выражением
Здесь принято, что в положении равновесия потенциальная энергия равна нулю.
Потенциальная энергия в каждой точке силового поля имеет определенное значение. Поэтому она может служить характеристикой этого поля. Таким образом, силовое поле можно описать, задавая либо силу в каждой точке, либо значение потенциальной энергии. Эти способы описания потенциального силового поля эквивалентны.
Связь силы и потенциальной энергии. Установим связь этих двух способов описания, т. е. общее соотношение между силой и изменением потенциальной энергии. Рассмотрим перемещение тела между двумя близкими точками поля. Работа сил поля при этом перемещении равна . С другой стороны, эта работа равна разности значений потенциальной энергии в начальной и конечной точках перемещения т. е. взятому с обратным знаком изменению потенциальной энергии. Поэтому
Левую часть этого соотношения можно записать в виде произведения проекции силы на направление перемещения и модуля этого перемещения Отсюда
Проекция потенциальной силы на произвольное направление может быть найдена как взятое с обратным знаком отношение изменения потенциальной энергии при малом перемещении вдоль этого направления к модулю перемещения.
Эквипотенциальные поверхности. Обоим способам описания потенциального поля можно сопоставить наглядные геометрические образы - картины силовых линий или эквипотенциальных поверхностей. Потенциальная энергия частицы в силовом поле является функцией ее координат. Приравнивая постоянной величине, получаем уравнение поверхности, во всех точках которой потенциальная энергия имеет одно и то же значение. Эти поверхности равных значений потенциальной энергии, называемые эквипотенциальными, дают наглядную картину силового поля.
Сила в каждой точке направлена перпендикулярно проходящей через эту точку эквипотенциальной поверхности. Это легко увидеть с помощью формулы (15). В самом деле, выберем перемещение вдоль поверхности постоянной энергии. Тогда , следовательно, равна нулю проекция силы на поверхность Так, например, в гравитационном поле, создаваемом телом массы М со сферически-симметричным распределением масс, потенциальная энергия тела массы дается выражением Поверхности постоянной энергии такого поля представляют собой сферы, центры которых совпадают с силовым центром.
Действующая на массу сила перпендикулярна эквипотенциальной поверхности и направлена к силовому центру. Проекцию этой силы на радиус, проведенный из силового центра, можно найти из выражения (5) для потенциальной энергии с помощью формулы (15):
что при дает
Полученный результат подтверждает приведенное выше без доказательства выражение для потенциальной энергии (5).
Наглядное представление о поверхностях равных значений потенциальной энергии можно составить на примере рельефа пересеченной
местности. Точкам земной поверхности, находящимся на одном горизонтальном уровне, соответствуют одинаковые значения потенциальной энергии поля тяготения. Эти точки образуют непрерывные линии. На топографических картах такие линии называются горизонталями. По горизонталям легко восстановить все черты рельефа: холмы, впадины, седловины. На крутых склонах горизонтали идут гуще, ближе друг к другу, чем на пологих. В этом примере равным значениям потенциальной энергии соответствуют линии, а не поверхности, так как здесь речь идет о силовом поле, где потенциальная энергия зависит от двух координат (а не от трех).
Объясните различие между потенциальными и непотенциальными силами.
Что такое потенциальная энергия? Какие силовые поля называются потенциальными?
Получите выражение (2) для работы силы тяжести в однородном поле Земли.
С чем связана неоднозначность потенциальной энергии и почему эта неоднозначность никак не сказывается на физических результатах?
Докажите, что в потенциальном силовом поле, где работа при перемещении тела между любыми двумя точками не зависит от формы траектории, работа при перемещении тела по любому замкнутому пути равна нулю.
Получите выражение (6) для потенциальной энергии тела массы в поле тяготения Земли. Когда справедлива эта формула?
Как зависит потенциальная энергия в поле тяготения Земли от высоты над поверхностью? Рассмотрите случаи, когда высота мала и когда она сравнима с радиусом Земли.
Укажите на графике зависимости потенциальной энергии от расстояния (см. рис. 118) область, где справедливо линейное приближение (7).
Вывод формулы для потенциальной энергии. Чтобы получить формулу (5) для потенциальной энергии в центральном поле тяготения, нужно вычислить работу сил поля при мысленном перемещении тела массы из данной точки в бесконечно удаленную точку. Работа в соответствии с формулой (4) § 31, выражается интегралом от силы вдоль траектории, по которой перемещается тело. Так как эта работа не зависит от формы траектории, вычислять интеграл можно для перемещения по радиусу, проходящему через интересующую нас точку;
Обозначающего «действие». Можно назвать энергичным человека, который двигается, создает определенную работу, может творить, действовать. Также энергией обладают машины, созданные людьми, живая и мертвая природа. Но это в обычной жизни. Помимо этого, есть строгая наука физика , определившая и обозначившая многие виды энергии – электрическую, магнитную, атомную и пр. Однако сейчас речь пойдет о потенциальной энергии, которую нельзя рассматривать в отрыве от кинетической.
Кинетическая энергия
Этой энергией, согласно представлениям механики обладают все тела, которые взаимодействуют друг с другом. И в данном случае речь идет о движении тел.
Потенциальная энергия
A=Fs=Fт*h=mgh, или Eп=mgh, где:
Eп - потенциальная энергия тела,
m - масса тела,
h - высота тела над поверхностью земли,
g - ускорение свободного падения.
Два вида потенциальной энергии
У потенциальной энергии различается два вида:
1. Энергия при взаимном расположении тел. Такой энергией обладает подвешенный камень. Интересно, но потенциальной энергией обладают и обычные дрова или уголь. В них содержится не окисленный углерод, который может окислиться. Если сказать проще, сгоревшие дрова потенциально могут нагреть воду.
2. Энергия упругой деформации. Для примера здесь можно привести эластичный жгут, сжатую пружину или система «кости-мышцы-связки».
Потенциальная и кинетическая энергия взаимосвязаны. Они могут переходит друг в друга. К примеру, если подбросить камень вверх, при движении сначала он обладает кинетической энергией. Когда он достигнет определенной точки, то на мгновение замрет и получит потенциальную энергию, а затем гравитация потянет его вниз и снова возникнет кинетическая энергия.
