Потенціальна енергія

Відео: Урок 116. Робота сили тяжіння. Потенційна енергія тіла, піднятого над Землею

Потенціальна енергія - частина енергії фізичної системи, що виникає завдяки взаємодії між тілами, які складають систему, і з зовнішніми по цій системи тілами, і обумовлена розташуванням тіл у просторі. Разом з кінетичної енергією, яка враховує не тільки положення тіл в просторі, але і рух, потенційна енергія становить механічну енергію фізичного Системи проектування.
Потенційна енергія матеріальної точки визначається як робота по її переміщення з точки простору, для якої визначається потенційна енергія в яку задану точку, потенційна енергія якої приймається нульовим. Потенційна енергія визначається тільки для поля консервативних сил.
Потенційна енергія в основному позначається буквами U або V.
Залежність потенційної енергії матеріальної точки від просторових координат утворює скалярний поле .
Сила, що діє на частинку в полі , Визначається як



Повна енергія матеріальної точки є сумою потенційної і кінетичної енергій. Для фізичного системи, сладаеться з багатьох тіл повна енергія є сумою потенційних і кінетичних енергій її складових, однак при цьому ні взаємодія не повинна враховуватися двічі:

,



де K i - кінетична енергія i-того тіла системи, V i j - потенційна енергія j-го тіла завдяки взаємодії з i-тим.
Фізичні сили, які дозволяють впровадити потенційну енергію називаються потенційними силами.
Значення потенційної Енегрія цілому визначено з точністю до деякої постійної, одночасно різниця значень потенційної енергії частинки в різних положеннях - однозначна величина. Тому основному рівень потенційної енергії в якійсь певній точці або при якомусь певному положенні вибирається за нульовою, а для інших точок або положень системи потенційна енергія відраховується від цього рівня. Наприклад, в разі взаємодії двох частинок можна вибрати по нульовий рівень потенційної Енегрія в тому випадку, коли частинки рознесені на нескінченно далеку відстань і не взаємодіють між собою. При такому виборі рівня відліку потенційна енергія частинок, які залучаються, негативна, а потенційна енергія частинок, відштовхуються, позитивна.
Потенційна енергія тіла масою m, піднятого над поверхнею землі на висоту h дається формулою

U = m g h,

де g - прискорення вільного падіння.
Потенційна енергія пружної деформації тонкого стрижня або пружини



,

де k - коефіцієнт жорсткості, x - абсолютне подовження.
Потенційна енергія тіла масою m в поле гравітації іншого тіла масою M при відстані r між ними дається формулою

,

де G - гравітаційна стала.
Потенційна енергія заряду q 1 в електростатичному полі заряду q 2 при відстані r між ними дорівнює в системі СГСЕ

.


Увага, тільки СЬОГОДНІ!