Фізика підготовка до ЗНО комплексне видання
МЕХАНІКА
3. ЗАКОНИ ЗБЕРЕЖЕННЯ В МЕХАНІЦІ
3.5. ВИДИ МЕХАНІЧНОЇ ЕНЕРГІЇ ТА ЇХ ЗВ’ЯЗОК З РОБОТОЮ
Кінетична і потенціальна енергія становлять механічну енергію. Вона характеризує механічний рух.
Кінетична енергія – це енергія рухомого тіла.
Кінетична енергія в класичній механіці:
Оскільки швидкість тіла є величиною відносною, тобто залежить від вибору системи відліку, то й кінетична енергія відносна. Кінетична енергія завжди додатна.
Кінетична
Потенціальна енергія – це енергія, обумовлена взаємодією тіл або частинок тіла.
У механіці розрізняють:
А) потенціальну енергію тіла, піднятого над Землею:
Де h – висота над рівнем, на якому потенціальна енергія системи “Земля – тіло” приймається за нуль (нульовий рівень потенціальної енергії);
Б) потенціальну енергію пружно деформованого тіла:
В) потенціальну енергію гравітаційної взаємодії двох матеріальних точок з масами m1 і m2, що перебувають
Потенціальна енергія додатна, якщо вона обумовлена силами відштовхування, і від’ємна, якщо обумовлена силами притягання.
Закон збереження механічної енергії: повна механічна енергія системи тіл, у якій діють лише консервативні сили (потенціальні), є величиною сталою.
Консервативні сили – це сили тяжіння, пружності, кулонівські сили.
Консервативна сила – сила, робота якої при переміщенні тіла залежить тільки від початкового і кінцевого положень тіла в просторі. Наприклад, робота сили тяжіння (рис. 46):
Рис. 46
Робота консервативних сил у будь-якому замкнутому контурі дорівнює нулю (рис. 47).
Рис. 47
Потенціальне поле – поле консервативних сил.
Кінетична і потенціальна енергія – функції стану системи, тобто можуть бути точно визначеними, якщо відомі координати і швидкості всіх тіл системи, а також система відліку.