Кінетична енергія

Кінетичної енергією тіла називають фізичну величину, яка дорівнює половині твори маси тіла на його швидкість в квадраті. Це енергія руху, вона еквівалентна тій роботі, яку повинна зробити сила, прикладена до тіла в стані спокою, для того, щоб повідомити йому задану швидкість. Після удару кінетична енергія може перетворитися в інший вид енергії, наприклад, в звукову, світлову чи теплову.

Твердження, яке називають теоремою про кінетичну енергію, говорить про те, що її зміна є роботою рівнодіюча сили, прикладеної до тіла. Дана теорема справедлива завжди, навіть якщо тіло рухається під дією безупинно мінливої ​​сили, а її напрямок не збігається з напрямком його переміщення.

Потенціальна енергія

Потенційна енергія визначається не швидкістю, а взаємним становищем тіл, наприклад, щодо Землі. Дане поняття може бути введено тільки для тих сил, робота яких не залежить від траєкторії руху тіла, а визначається тільки його початковим і кінцевим положеннями. Такі сили називають консервативними, їх робота дорівнює нулю, якщо тіло переміщається по замкнутої траєкторії.

Консервативні сили і потенційна енергія

Сила тяжіння і сила пружності є консервативними, для них можна ввести поняття потенційної енергії. Фізичний сенс має не сама потенційна енергія, а її зміна при переміщенні тіла з одного положення в інше.

Зміна потенційної енергії тіла в полі сили тяжіння, взяте з протилежним знаком, дорівнює роботі, яку здійснює сила для переміщення тіла. При пружною деформації потенційна енергія залежить від взаємодії частин тіла один з одним. Володіючи певним запасом потенційної енергії, стисла або розтягнута пружина може привести в рух тіло, яке до неї прикріплено, тобто повідомити йому кінетичну енергію.

Крім сил пружності і тяжіння властивістю консервативності володіють інші види сил, наприклад, сила електростатичного взаємодії заряджених тіл. Для сили тертя поняття потенційної енергії можна ввести, її робота буде залежати від пройденого шляху.

Відео: Лекція 3.2 | Потенційна енергія тіла в гравітаційному полі | Олександр Чірцов | Лекторіум