Як у фізиці знайти енергію

Будь-який рух або безпосередню взаємодію фізичних тіл супроводжується виділенням, поглинанням або передачею механічної енергії. Елементи (тіла) механічної системи можуть або знаходитися в русі, або в стані спокою. У першому випадку говорять про кінетичної енергії, у другому - про потенційну. У сумі ці величини складають повну механічну енергію системи :? E = Eкін + Епот.

Кінетична енергія являє собою роботу сили, додаток якої додає прискорення точці від нульової до кінцевої швидкості, знайти її можна за формулою полупроізведенія маси на квадрат швидкості: Eкін = 1/2 • m • v ?.

Якщо кінетична складова механічної енергії залежить від швидкості, то потенційна - від взаємного розташування тіл в системі. Тобто для того щоб виникла ця енергія, в системі повинно бути як мінімум два елементи. Має сенс не те, чому дорівнює ця величина, а як вона змінюється. Тіла, що знаходяться в полі тяжіння Землі, мають потенційну енергією: Eпот = m • g • h, де g - прискорення вільного падіння, h - висота положення центру мас тіла.

Сума? E завжди є постійною величиною. Цей закон дотримується у всіх механічних системах незалежно від її масштабів, і полягає він у збереженні енергії.

Потенційна енергія залежить не тільки від сили тяжіння, вона також супроводжує пружну деформацію фізичного тіла, наприклад, стиснення / розтягування пружини. При цьому вважається вона по-іншому, виходячи з жорсткості пружини k і її подовження x: Eкін = k • x? / 2.

електромагнітну енергію іноді поділяють на електричну і магнітну, хоча в більшості випадків вони тісно взаємопов`язані. Насправді під цим терміном мають на увазі щільність енергії електромагнітного поля, а загальну енергію цього поля знаходять шляхом підсумовування електричної і магнітної: Eем = E • D / 2 + H • B / 2, де E і H - напруженості, а D і B - індукції електричного і магнітного полів відповідно.

Формула гравітаційної енергії є наслідком закону тяжіння Ньютона, згідно з яким на два тіла, що знаходяться в полі Землі, діє гравітаційна сила взаємодії. При розрахунку енергії системи таких тіл або елементарних частинок використовуються гравітаційна стала G, відстань між центрами мас R і, власне, маси двох тіл m1 і m2: Eграв = -G • (m1 • m2) / R.