ЯК визначити повну енергію :: Природничі науки

Щоб визначити повну енергію руху фізичного тіла або взаємодії елементів механічної системи, потрібно скласти величини кінетичної і потенційної енергії. Відповідно до закону збереження ця сума не змінюється.

Інструкція

Енергія - фізична поняття, що характеризує здатність тіл деякою замкнутої системи здійснювати певну роботу. Механічна енергія супроводжує будь-який рух або взаємодія, може передаватися від одного тіла до іншого, виділяючись або поглощаясь. Вона безпосередньо залежить від діючих в системі сил, їх величин і напрямків.

Кінетична енергія Екін дорівнює роботі рушійної сили, яка повідомляє прискорення матеріальної точки від стану спокою до придбання певної швидкості. При цьому тіло отримує запас роботи, рівний половині твори маси m на квадрат швидкості v?: Eкін = m • v? / 2.

Елементи механічної системи не завжди перебувають у русі, їм властиво також стан спокою. У цей час виникає потенційна енергія. Ця величина залежить не від швидкості руху, а від положення тіла або розташування тіл один щодо одного. Вона прямо пропорційна висоті h, на якій знаходиться тіло над поверхнею землі. Фактично потенційна енергія повідомляється системі силою тяжіння, що виникає між тілами або між тілом і землею: Епот = m • g • h, де g - постійна величина, прискорення вільного падіння.

Кінетична і потенційна енергія врівноважують один одного, тому їх сума завжди постійна. Існує закон збереження енергії, згідно з яким повна енергія завжди залишається постійною. Іншими словами, вона не може виникнути з порожнечі або зникнути в нікуди. Щоб визначити повну енергію, слід об'єднати наведені формули: Епол = m • v? / 2 + m • g • h = m • (v? / 2 + g • h).

Класичним прикладом збереження енергії є математичний маятник. Прикладена сила повідомляє роботу, яка змушує маятник розгойдуватися. Поступово потенційна енергія, утворена в полі сили тяжіння, примушує його зменшити амплітуду коливань і, врешті-решт, зупинитися.