Кинетическая и потенциальная энергии

 

Если тело некоторой массы т двигалось под действием приложенных сил, и его скорость изменилась от  до , то силы совершили определенную работу А.

 

Между изменением скорости тела и работой, совершенной приложенными к телу силами, существует связь. Эту связь проще всего установить, рассматривая движение тела вдоль прямой линии под действием постоянной силы  . В этом случае векторы силы  ,  перемещения  , скорости  и ускорения   направлены вдоль одной прямой, и тело совершает прямолинейное равноускоренное движение. Направив координатную ось вдоль прямой движения, можно рассматривать F,x,v,а как алгебраические величины (положительные или отрицательные в зависимости от направления соответствующего вектора). Тогда работу силы можно записать как   А = Fх. При равноускоренном движении перемещение s выражается формулой:

 

Отсюда следует, что

 

 

Это выражение показывает, что работа, совершенная силой (или равнодействующей всех сил), связана с изменением квадрата скорости (а не самой скорости).

Физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости, называется кинетической энергией тела:

, (4.10)

 

Работа, приложеннойк телу равнодействующей силы, равна изменению его кинетическойэнергии.

 , (4.11)

Это утверждение называют теоремой о кинетической энергии. Теорема о кинетической энергии справедлива и в общем случае, когда тело движемся под действием изменяющейся силы, направление которой не совпадает с направлением перемещения.

Кинетическая энергия - это энергия движения. Кинетическая энергия тела массой т, движущегося со скоростью , равна работе, которую должна.совершить сила, приложенная к покоящемуся телу, чтобы сообщить емуэту скорость

 

Если тело движется со скоростью  , то для его полной остановки необходимо совершить работу

 

Наряду с кинетической энергией или энергией движения в физике важную роль играет понятие потенциальной энергии или энергии взаимодействия тел.

Потенциальная энергия определяется взаимным положением тел (например, положением тела относительно поверхности Земли). Понятие потенциальной энергии можно ввести только для сил, работа которых не зависит от траектории движения тела и определяется только начальным и конечным положениями. Такие силы называются консерватимными.