КИНЕТИЧЕСКАЯ И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ

Энергия — это способность совершить работу. Есть много различных видов энергии — электрическая, химическая, тепловая, атомная и др. Простейший вид энергии — это энергия механическая, которая в общем случае складывается из кинетической и потенциальной.

Кинетическая энергия. Движущееся тело до остановки может совершить работу. Значит, оно обладает энергией. Энергия, которой обладает движущееся тело, называется кинетической.

На небольшом перемещении dr сила F совершает элементарную работу (1.32):

Перемещение dr = v • dt (cm. (1.1)). С другой стороны, согласно второму закону Ньютона сила F = та = т. Подставив эти значения в (1.36), получим

Так как векторы v и dv сонаправлены, то cos а = 1 и произведение векторов vdv можно заменить произведением их модулей. Тогда

При изменении скорости тела от v до щ будет совершена работа

Выражение

определяет кинетическую энергию, которой обладает тело массой т, движущееся со скоростью v. Полученное соотношение (1.37) можно сформулировать так.

Работа результирующей всех сил, действующих на тело, идет на приращение его кинетической энергии.

Кинетической энергией обладает лишь движущееся тело, поэтому ее называют «энергией движения».

Умножив числитель и знаменатель (1.38) на массу тела, получим другое выражение для кинетической энергии:

Потенциальная энергия. В силовом поле даже неподвижное тело может обладать энергией. Так, например, массивное тело, приподнятое над землей, падая, может совершить работу. Значит, оно имеет энергию. Энергия, которой обладает неподвижное тело в силовом поле, называется потенциальной.

Потенциальная энергия численно равна работе, которую может совершить тело. Она зависит от расположения взаимодействующих тел, поэтому ее называют «энергией положения». Так, например, тело массой т, приподнятое над землей на высоту И, обладает потенциальной энергией:

потому что сила тяжести ЕТ — mg при опускании тела с высоты h совершит работу

Механическая энергия. Если тело (материальная точка) движется в силовом поле, то его энергия складывается из кинетической Ек и потенциальной Е’п(г), зависящей от его положения в силовом поле. Сумма кинетической и потенциальной энергии называется механической энергией:

Скорость и положение тела определяются относительно какого- то другого тела, которое (условно) считается неподвижным. Поэтому механическая энергия любого тела относительна.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >