Джан дерхъаб! — За процветание всего живого!

Божественная физика. Законы сохранения в механике

Глава 5. Законы сохранения в механике

§49. Потенциальная энергия

Энергия взаимодействия

Потенциальная энергия — это энергия, обусловленная взаимодействием тел (или частей одного тела). Она зависит от взаимного расположения тел.

В механике мы встречаемся с двумя видами потенциальной энергии:

  1. Потенциальная энергия тела, поднятого над Землёй (энергия гравитационного взаимодействия):
\[E_{\text{п}} = mgh\]

где $h$ — высота над условным нулевым уровнем.

  1. Потенциальная энергия упруго деформированного тела:
\[E_{\text{п}} = \frac{kx^2}{2}\]

Свойства потенциальной энергии

Потенциальная энергия может быть положительной, отрицательной или равной нулю — в зависимости от выбора нулевого уровня. Физический смысл имеет не сама потенциальная энергия, а её изменение.

При падении тела его потенциальная энергия уменьшается, а кинетическая — растёт. При подъёме — наоборот. При деформации пружины потенциальная энергия упругости увеличивается, при распрямлении — переходит в кинетическую.

Связь с работой

Работа консервативных сил равна убыли потенциальной энергии:

\[A = -\Delta E_{\text{п}}\]

Если работа положительна, потенциальная энергия уменьшается. Если отрицательна — увеличивается.

Вопросы для повторения

  1. Что называют потенциальной энергией?
  2. Запишите формулу потенциальной энергии тела, поднятого над Землёй.
  3. Запишите формулу потенциальной энергии упруго деформированной пружины.
  4. Как связана работа консервативных сил с изменением потенциальной энергии?
  5. Может ли потенциальная энергия быть отрицательной? В каком смысле?
← Назад Вперед →
Математика — язык Бога, физика с химией — слово Его.