Кiнетична i потенцiйна енергiя
Мiнiстерство освiти и науки України
Горлiвський технiкум Донецького нацiонального унiверситету
Реферат
З дисцiплини: “Фiзика"
"Кiнетична i потенцiйна енергiя"
групи 2 ПМ-10
Ахметов Сергiй Сергiйович
2010
Змiст
Вступ
I. Велика роль фiзики у розвитку людства
II. Історiя виникнення термiнiв "енергiя", "кiнетична енергiя", "потенцiйна енергiя"
IV. Потенцiйна енергiя
Список використаної лiтератури
Вступ
Фiзика показує фундаментальну взаємозв'язок процесiв i явищ у природi в якiснiй i кiлькiснiй формi. Вона дозволяє глибоко розумiти те, що вiдбувається навколо тебе i в спiвдружностi з математикою дозволяє прогнозувати подiї. Врештi решт саме фiзики повиннi дати досконалий вiдповiдь на питання, як же все-таки насправдi виник Всесвiт.
I. Велика роль фiзики у розвитку людства
Важко переоцiнити роль фундаментальних фiзичних дослiджень в розвитку технiки. Так, дослiдження теплових явищ у XIX ст. сприяли швидкому вдосконалення теплових двигунiв. Фундаментальнi дослiдження в областi електромагнетизму призвели до виникнення i швидкого розвитку електротехнiки. У першiй половинi XIX ст. був створений телеграф, в серединi столiття з'явилися електричнi освiтлювачi, а потiм електродвигуни. У другiй половинi XIX ст. хiмiчнi джерела електричного струму стали витiснятися електрогенераторами. Дев'ятнадцяте столiття завершився трiумфально: з'явився телефон, народилося радiо, був створений автомобiль з бензиновим двигуном, у рядi столиць вiдкрилися лiнiї метрополiтену, зародилася авiацiя. У 1912 р. В. Я. Брюсов написав рядки, в яких добре вiдбилося переможний настрiй тих рокiв:
Здiйснилися всi мрiї, що були такi далекi. Переможний розум пройшов за роки сотнi миль. При електрицi пишу я цi рядки, І бiля ворiт, гудучи, стоїть автомобiль.
А мiж тим науково-технiчний прогрес тiльки ще набирав темп; науково-технiчна революцiя XX ст. ще тiльки назрiвала. Вiдкриття електрона, створення i становлення квантової теорiї, виникнення атомної фiзики, а потiм фiзики твердого тiла - все це зумовило народження i швидкий розвиток електронiки. Спочатку виникла вакуумна електронiка (електроннi лампи, електронно-променевi трубки); в 50-х роках стала розвиватися напiвпровiдникова електронiка (у 1948 р. було винайдено транзистор); в 60-х роках народилася мiкроелектронiка. Прогрес в областi елект ¬ Ронiк привiв до створення досконалих систем радiозв'язку, радiоуправлiння, радiолокацiї. Розвивається телебачення, змiнюються один за одним поколiння ЕОМ (зростає їх швидкодiю, удосконалюється пам'ять, розширюються функцiональнi можливостi), з'являються промисловi роботи. У 1957 р. вiдбувся виведення на навколоземну орбiту першого штучного супутника Землi; 1961 р. - полiт Ю. А. Гагарiна - першого космонавта планети; 1969 р. - першi люди на Мiсяцi. Нас майже вже не дивують вражаючi успiхи космiчної технiки. Ми звикли до запускiв штучних супутникiв Землi (їх число давно перевалило за тисячу); стають все бiльш звичними польоти космонавтiв на пiлотованих космiчних кораблях, їх багатоденнi вахти на орбiтальних станцiях. Ми познайомилися з зворотною стороною Мiсяця, отримали фотознiмки поверхнi Венери, Марса, Юпiтера, комети Галлея.
Фундаментальнi дослiдження в областi ядерної фiзики дозволили впритул приступити до вирiшення однiєї з найбiльш гострих проблем - енергетичну проблеми. Першi ядернi реактори з'явилися в 40-х роках, а в 1954 р. в СРСР початку дiяла перша в свiтi атомна електростанцiя - народилася ядерна енергетика. В даний час на Землi працює понад триста АЕС; вони дають близько 20% всiєї виробленої у свiтi електричної енергiї. Розгорнуто iнтенсивнi дослiдження з термоядерного синтезу; прокладаються шляху до термоядерної енергетицi.
Успiхи в дослiдженнi фiзики газового розряду i фiзики твердого тiла, бiльш глибоке розумiння фiзики взаємодiї оптичного випромiнювання з речовиною, використання принципiв i методiв радiофiзики - все це обумовило розвиток ще одного важливого науково-технiчного спрямування - лазерної технiки. Цей напрямок виникло всього тридцять рокiв тому (перший лазер створено у 1960 р), але вже сьогоднi лазери знаходять широке застосування в багатьох областях практичної дiяльностi людини. Лазерний промiнь виконує рiзноманiтнi технологiчнi операцiї (зварює, рiже, пробиває отвори, гартує, маркує i т. д.), використовується в якостi хiрургiчного скальпеля, виконує найточнiшi вимiрювання, трудиться на будiвельних майданчиках i злiтно-посадочних смугах аеродромiв, контролює ступiнь забруднення атмосфери i океану. У найближчiй перспективi ла ¬ зерна технiка дозволить реалiзувати в широких масштабах оптичну зв'язок i оптичну обробку iнформацiї, провести своєрiдну революцiю в хiмiї (управлiння хiмiчними процесами, отримання нових речовин i, зокрема, особливо чистих речовин) та здiйснити керований термоядерний синтез.
рiвня технiки створює умови для iнтенсiфiкацii фiзичних дослiджень, робить можливим постановку принципово нових дослiджень. В якостi прикладу можна вказати на найважливiшi дослiдження, що виконуються на ядерних реакторах або на прискорювачах заряджених частинок.
Впливаючи вирiшальним чином на науково-технiчний прогрес, фiзика тим самим робить iстотний вплив i на всi сторони життя суспiльства, зокрема на людську культуру. Проте в даному випадку ми маємо на увазi не це опосередкований вплив фiзики на культуру, а вплив безпосереднє, що дозволяє говорити про саму фiзики як про компонент культури. Іншими словами, мова йде про гуманiтарне змiстi самого предмета фiзики, яка пов'язана з розвитком мислення, формуванням свiтогляду, вихованням почуттiв. Ми маємо на увазi органiчний зв'язок фiзики з розвитком суспiльної свiдомостi, вихованню певного ставлення до навколишнього свiту.
Стверджуючи матерiалiстичну дiалектику, фiзика XX ст. вiдкрила низку винятково важливих iстин, значимiсть яких виходить за рамки самої фiзики, iстин, якi стали загальнолюдським надбанням. По-перше, була доведена фундаментальнiсть дивастических закономiрностей як вiдповiдних бiльш глибокому етапу (у порiвняннi з закономiрностями динамiчними) в процесi пiзнання свiту. Було показано, що ймовiрна форма причинностi є основною, а жорстка, однозначна причиннiсть є не бiльше нiж приватний випадок. Фiзика надала нам унiкальну можливiсть: на основi статистичних теорiй розглянути кiлькiсно дiалектику необхiдного i випадкового. Виходячи за рамки власних завдань, сучасна фiзика показала, що випадковiсть не тiльки плутає i порушує нашi плани, але i може нас збагачувати, створюючи новi можливостi.
симетрiї i асимметрiї, пов'язавши її з дiалектикою загального i рiзного, збереження i змiни. Було поставлено питання про симетрiї-асиметрiї фiзичних законiв, у зв'язку з чим була виявлена особлива роль законiв збереження. Виходячи за рамки власних завдань, фiзика наочно показала, що симетрiя обмежує число можливих варiантiв структур або варiантiв поведiнки систем. Ця обставина дуже важливо, тому що дає можливiсть в багатьох випадках знаходити рiшення як результат виявлення єдино можливого варiанту, без з'ясування подробиць (рiшення з мiркувань симетрiї).
По-третє, фiзика XX ст. показала, що в мiру поглиблення наших знань вiдбувається поступове стирання кордонiв, руйнування перегородок. Так, стирається грань мiж корпускулярним i хвильовим рухами, мiж речовиною i полем. Виявилося, що як речовина, так i поле складаються з елементарних часток i, бiльше того, порожнеча - це зовсiм не порожнеча в звичайному розумiннi, а фiзичний вакуум, "наповнений" вiртуальними частинками. Нормою поведiнки для частинок, що розглядаються в сучаснiй фiзицi, є взаємоперетворення, тому свiт постає перед нами як єдине цiле. У цьому свiтi поняття повнiстю iзольованого об'єкта по сутi справи вiдсутнiй. Тут доречно нагадати вiдомий ленiнське зауваження, що в природi немає абсолютних граней - , що "всi гранi в природi умовнi, вiдноснi, рухливi, висловлюють наближення нашого розуму до пiзнання матерiї"
По-четверте, сучасна фiзика подарувала нам принцип вiдповiдно. Вiн виник у квантовiй механiцi на етапi її початкового розвитку, але потiм перетворився на загальний методологiчний принцип, що вiдображає дiалектику процесу пiзнання свiту. Вiн демонструє важливе положення дiалектики: процес пiзнання - це процес постатечного i нескiнченного наближення до абсолютної iстини через послiдовнiсть вiдносних iстин. Принцип вiдповiдностi показує, як саме у фiзицi реалiзується зазначений процес наближення до iстини. Це не механiчне додавання нових фактiв до вже вiдомих, а процес послiдовного узагальнення, коли нове заперечує старе, але заперечує не просто, а з утриманням всього того позитивного, що було накопичено в старому. "Вивчення фiзики дає можливiсть показати, що всi фiзичнi уявлення та теорiї вiдображають об'єктивну реальнiсть лише наближення женно, що нашi уявлення про свiт безперервно поглиблюються i розширюються, що процес пiзнання матерiального свiту безкiнечний"
Нашi уявлення про свiт... Немає необхiдностi доводити, що сучасне свiторозумiння - важливий компонент людської культури. Кожна культурна людина повинна хоча б у загальних чертax представляти, як влаштований свiт, в якому вiн живе. Це необхiдно не тiльки для загального розвитку. Любов до природи передбачає повагу до в нiй процесiв, а для цього треба розумiти, за якими законами вони вiдбуваються. Ми маємо багато повчальних прикладiв, коли природа карала нас за наше невiгластво; пора навчитися отримувати з цього уроки. Не можна також збувати, що саме знання законiв природи є ефективна зброя боротьби з мiстичними уявленнями, є фундамент атеїстичного виховання.
вiдносяться, наприклад, проблеми сонячно-земних зв'язкiв, що стосуються впливу сонячних випромiню чений на магнiтосферу, атмосферу та бiосферу Землi; прогнози фiзичної картини свiту пiсля ядерної катастрофи, якщо така вибухне; глобальнi екологiчнi проблеми, пов'язанi iз забрудненням Свiтового океану i земної атмосфери.
На закiнчення вiдзначимо, що, впливаючи на самий характер мислення, допомагаючи орiєнтуватися у шкалi життєвих цiнностей, фiзика сприяє, в кiнцевому рахунку, виробленню адекватного ставлення до навколишнього свiту i, зокрема, активної жизнен ної позицiї. Будь-якiй людинi важливо знати, що свiт в принципi можна пiзнати, що випадковiсть не завжди шкiдлива, що потрiбно i можна орiєнтуватися i працювати у свiтi, насиченому випадковостями, що в цьому свiтi, що змiнюється є тим не менш "опорнi точки", iнварiанти (що б не змiнювалося, а енергiя зберiгається), що в мiру поглиблення знань картина неминуче ускладнюється, стає дiалектично, так що вчорашнi "перегородки" бiльше не годяться.
Ми переконуємося, таким чином, що сучасна фiзика дiйсно мiстить в собi потужний гуманiтарний потенцiал. Можна не вважати занадто великим перебiльшенням слова американського фiзика І. Рабi: "Фiзика складає серцевину гуманiтарної освiти нашого часу".
II.
Історiя виникнення термiнiв "енергiя", "кiнетична енергiя", "потенцiйна енергiя"
Термiн "енергiя" походить вiд слова energeia, яке вперше з'явилася в роботах Аристотеля.
Маркiза Емiлi дю Шатле в книзi Уроки фiзики (Institutions de Physique), опублiкованiй в 1740 роцi, об'єднала iдею Лейбнiца з практичними спостереженнями Вiллема Гравесена (Willem Jacob 's Gravesande), щоб показати: енергiя рухається, пропорцiйна його масi i квадрату його швидкостi (не швидкостi самої по собi як вважав Ньютон).
"енергiя" в сучасному розумiннi цього слова замiсть поняття жива сила. Гюстав Гаспар Корiолiса вперше використав термiн "кiнетична енергiя" в 1829 роцi, а в 1853 роцi Вiльям Ренкiн вперше ввiв поняття "потенцiйна енергiя".
Розвиток парових двигунiв вимагало вiд iнженерiв розробити поняття i формули, якi дозволили б їм описати механiчний i термiчний коефiцiєнти корисної дiї своїх систем. Інженери такi як Садi Карно, фiзики такi як Джеймс Джоуль, математики такi як Емiль Клапейрон i Герман Гельмгольц - все розвивали iдею, що здатнiсть здiйснювати певнi дiї, звана роботою, була якось пов'язана з енергiєю системи. У 1850х роках, професор натурфiлософiї з Глазго Вiльям Томсон та iнженер Вiльям Ренкiн почали роботу по замiнi застарiлого мови механiки з такими поняттями як "кiнетична i фактична (actual) енергiї".
Вiльям Томсон поєднав знання про енергiю до законiв термодинамiки, що сприяло стрiмкому розвитку хiмiї. Рудольф Клаузiус, Джозайя Гiббс i Вальтер Нернст пояснили багато хiмiчнi процеси, використовуючи закони термодинамiки. Розвиток термодинамiки було продовжено Клаузiусом, який ввiв математично сформулював поняття ентропiї, i Джозефом Стефаном, який ввiв закон випромiнювання абсолютно чорного тiла. У 1853 роцi Вiльям Ренкiн ввiв поняття "потенцiйна енергiя". У 1881 Вiльям Томсон заявив перед слухачами:
визначення енергiї,... розвинулася вiд просто формули математичної динамiки до принципу, що пронизує всю природу i направляє дослiдника в галузi науки.
Приблизно протягом наступних тридцяти рокiв ця нова наука мала кiлька назв, наприклад динамiчна теорiя тепла (dynamical theory of heat) або енергетика (energetics). У 1920х роках загальноприйнятим став термiн "Термодинамiка", наука про перетворення енергiї. Особливостi перетворення тепла i роботи були показанi в перших двох законах термодинамiки. Наука про енергiю роздiлилася на безлiч рiзних областей, таких як бiологiчна термодинамiка i термоекономiка (thermoeconomics). Паралельно розвивалися пов'язанi поняття, такi як ентропiя, мiра втрати корисної енергiї, потужнiсть, потiк енергiї за одиницю часу, i так далi. В останнi два столiття використання слова енергiя в ненауковому сенсi широко поширилося в популярнiй лiтературi.
У 1918 було доведено, що закон збереження енергiї є математичне наслiдок трансляцiйної симетрiї часу, величини сполученої енергiї. Тобто енергiя зберiгається, тому що закони фiзики не вiдрiзняють рiзнi моменти часу (див. Теорема Нетер, изотропия простору).
Існує факт, або, якщо завгодно, закон, що керує всiма явищами природи, всiм, що було вiдомо до сих пiр. Виняткiв iз цього закону не iснує; наскiльки ми знаємо, вiн абсолютно точний. Назва його - збереження енергiї. Вiн стверджує, що iснує певна величина, яка називається енергiєю, яка не змiнюється нi за яких перетвореннях, що вiдбуваються в природi. Саме це твердження вельми i вельми вiдвернута. Це по сутi математичний принцип, який стверджує, що iснує деяка чисельна величина, яка не змiнюється нi за яких обставин. Це аж нiяк не опис механiзму явища або чогось конкретного, наголошується на тому дивну обставину, що можна пiдрахувати якесь число i потiм спокiйно стежити, як природа буде викидати будь-якi свої трюки, а потiм знову пiдрахувати це число - i воно залишиться тим самим.
Кiнетична енергiя - енергiя механiчної системи, що залежить вiд швидкостей руху її точок. Часто видiляють кiнетичну енергiю поступального та обертального руху. Одиниця вимiру в системi СІ - Джоуль.
Рухоме тiло має кiнетичної енергiєю. Кiнетична енергiя тiла дорiвнює роботi всiх сил, пiд дiєю яких тiло розганяється зi стану спокою.
Кiнетична енергiя матерiальної точки:
K = m * v ^ 2/2
m - маса тiла
М - швидкiсть його центру мас
Звiдси випливає, що енергiя вимiрюється в тих же одиницях, що i робота, - в джоулях.
Визначення роботи як змiни кiнетичної енергiї рухомого тiла може бути використано й у тому випадку, коли дiють на тiло сили непостiйнi. Крiм того, воно дозволяє зрозумiти, чому при криволiнiйному русi з постiйною за модулем швидкiстю робота не здiйснюється: при такому русi не змiнюється кiнетична енергiя.
Спостереження показують, що за певних умов робота може бути здiйснена будь-яким тiлом. Наприклад, стисла або розтягнута пружина, дiюча силою пружностi на прикрiплене до неї тiло, перемiщує його i при цьому здiйснює механiчну роботу. Може здiйснювати роботу i будь-яке рухоме тiло. Стикаючись з iншим тiлом, воно дiє на нього силою i може викликати перемiщення цього тiла або його частин (деформацiю). При цьому теж вiдбувається механiчна робота.
Про тiла, якi можуть здiйснювати роботу, говорять, що вони мають енергiю. Енергiєю називають скалярну фiзичну величину, яка показує, яку роботу може зробити тiло. Енергiя дорiвнює тiй максимальнiй роботi, яку тiло може зробити в даних умовах. Механiчна робота є мiрою змiни енергiї в рiзних процесах. Тому енергiю i роботу виражають в одних i тих же одиницях (в СІ - в джоулях). У бiльш загальному сенсi енергiя - це єдина мiра рiзних форм руху матерiї, а також мiра переходу руху матерiї з однiєї форми в iншу. Для характеристики конкретних форм руху матерiї використовують поняття про вiдповiднi види енергiї: механiчної, внутрiшньої, електромагнiтної i т. д. Механiчна енергiя є характеристикою руху та взаємодiї тiл. Вона залежить вiд швидкостей i взаємного розташування тiл.
1.
Спiввiдношення кiнетичної i внутрiшньої енергiї.
енергiї, як тепло, розглядаються як внутрiшня енергiя. Кiнетична енергiя в цьому випадку з'являється лише тодi, коли тiло рухається як цiле. Те ж тiло, що розглядається з мiкроскопiчної точки зору, складається з атомiв, молекул, i внутрiшня теплова енергiя обумовлена рухом атомiв i молекул i розглядається як наслiдок броунiвського руху, а температура тiла вiдрiзняється вiд кiнетичної енергiї такого руху лише на постiйний коефiцiєнт - постiйну Больцмана характерiстiкой руху та взаємодiї тiл. Вона залежить вiд швидкостей i взаємного розташування тiл.
2. "
Постiйна" Людвiга Больцмана.
такими як температура i тиск, з iншого. У рамках такої картини тиск газу обумовлене пружними ударами молекул газу об стiнки судини, а температура - швидкiстю руху молекул (а точнiше, їх кiнетичної енергiєю). Чим швидше рухаються молекули, тим вища температура.
Постiйна Больцмана дає можливiсть прямо зв'язати характеристики мiкросвiту з характеристиками макросвiту - зокрема, з показаннями термометра. Ось ключова формула, що встановлює це спiввiдношення:
1/2 mv2 = kT
де m i v - вiдповiдно маса i середня швидкiсть руху молекул газу, Т - температура газу (за абсолютною шкалою Кельвiна), а k - постiйна Больцмана. Це рiвняння прокладає мiсток мiж двома свiтами, пов'язуючи характеристики атомного рiвня (у лiвiй частинi) з об'ємними властивостями (у правiй частинi), якi можна вимiряти за допомогою людських приладiв, в даному випадку термометрiв. Цю зв'язок забезпечує постiйна Больцмана k, рiвна 1,38 x 10-23 Дж / К.
Роздiл фiзики, що вивчає зв'язки мiж явищами мiкросвiту i макросвiту, називається статистична механiка. У цьому роздiлi навряд чи знайдеться рiвняння або формула, в яких не фiгурувала б постiйна Больцмана. Одне з таких спiввiдношень було виведено самим австрiйцем, i називається воно просто рiвняння Больцмана:
йому наукового спiвтовариства, який вважав атоми лише умовнiстю, зручною для розрахункiв, але не об'єктами реального свiту. Коли його статистичний пiдхiд не зустрiв нi найменшого розумiння навiть пiсля появи спецiальної теорiї вiдносностi, Больцман в хвилину глибокої депресiї покiнчив з собою. Рiвняння Больцмана висiчене на його надгробному пам'ятнику.
3. Зв'язок мiж внутрiшньою енергiєю тiла, кiнетичної i потенцiйної енергiями.
Внутрiшня енергiя тiла (позначається як E або U) - повна енергiя цього тiла за вирахуванням кiнетичної енергiї тiла як цiлого i потенцiальної енергiї тiла в зовнiшньому полi сил. Отже, внутрiшня енергiя складається з кiнетичної енергiї хаотичного руху молекул, потенцiйної енергiї взаємодiї мiж ними i внутрiшньомолекулярної енергiї.
Внутрiшня енергiя є однозначною функцiєю стану системи. Це означає, що кожного разу, коли система опиняється в даному станi, її внутрiшня енергiя приймає властиве цьому стану значення, незалежно вiд передiсторiї системи. Отже, змiна внутрiшньої енергiї при переходi з одного стану в iнший буде завжди дорiвнює рiзницi мiж її значеннями в кiнцевому i початковому станах, незалежно вiд шляху, по якому здiйснювався перехiд.
Потенцiйна енергiя - скалярна фiзична величина, що характеризує здатнiсть якогось тiла (або матерiальної точки) здiйснювати роботу за рахунок його знаходження в полi дiї сил. Інше визначення: потенцiйна енергiя - це функцiя координат, яка є складовою в лагранжiане системи, i описує взаємодiю елементiв системи. Термiн "потенцiйна енергiя" був введений в XIX столiттi шотландським iнженером i фiзиком Вiльямом Ренкiна. Одиницею вимiру енергiї в СІ є Джоуль.
Потенцiйна енергiя приймається рiвною нулю для деякої конфiгурацiї тiл у просторi, вибiр якої визначається зручнiстю подальших обчислень. Процес вибору даної конфiгурацiї називається нормуваннями потенцiйної енергiї.
Коректне визначення потенцiйної енергiї може бути дано тiльки в полi сил, робота яких залежить тiльки вiд початкового i кiнцевого положення тiла, але не вiд траєкторiї його перемiщення. Такi сили називаються консервативними.
Також потенцiйна енергiя є характеристикою взаємодiї кiлькох тiл або тiла й поля.
Будь-яка фiзична система прагне до стану з найменшою потенцiйною енергiєю.
Потенцiйна енергiя пружної деформацiї характеризує взаємодiю мiж собою частин тiла.
Потенцiйна енергiя в полi тяжiння Землi поблизу поверхнi наближено виражається формулою:
Ep = mgh,
1
. Про фiзичн
ий сенс поняття потенцiйн
я.
Якщо кiнетична енергiя може бути визначена для одного окремого тiла, то потенцiйна енергiя завжди характеризує як мiнiмум два тiла або положення тiла у зовнiшньому полi.
Основний фiзичний сенс має не саме значення потенцiйної енергiї, а її змiна.
1) З поняттям енергiї ви познайомилися в курсi фiзики 7 класу. Згадаймо його. Припустимо, що деяке тiло, наприклад вiзок, з'їжджає з похилiй площинi i пересуває лежить бiля її основи брусок. Кажуть, що вiзок здiйснює роботу. Дiйсно, вона дiє на брусок з деякою силою пружностi i брусок при цьому перемiщається.
Інший приклад. Водiй автомобiля, що рухається з деякою швидкiстю, натискає на гальмо, i автомобiль через якийсь час зупиняється. У цьому випадку також автомобiль здiйснює роботу проти сили тертя.
Енергiю позначають буквою E. Одиниця енергiї в СІ - джоуль (1 Дж).
2) Розрiзняють два види механiчної енергiї - потенцiйна та кiнетична.
Потенцiйною енергiєю називають енергiю взаємодiї тiл або частин тiла, що залежить вiд їх взаємного положення.
Потенцiйною енергiєю володiють всi взаємодiючi тiла. Так, будь-яке тiло взаємодiє iз Землею, отже, тiло i Земля володiють потенцiйною енергiєю. Частинки, з яких складаються тiла, теж взаємодiють мiж собою, i вони також мають потенцiйну енергiєю.
Оскiльки потенцiйна енергiя - це енергiя взаємодiї, то вона вiдноситься не до одного тiла, а до системи взаємодiючих тiл. У тому випадку, коли ми говоримо про потенцiйної енергiї тiла, пiднятого над Землею, систему складають Земля i пiдняте над нею тiло.
Нехай тiло масою m падає з висоти h1 до висоти h2. При цьому перемiщення тiла одно h = h1 - h2. Робота сили тяжiння на цiй дiлянцi буде дорiвнює:
A = Fтяж
h = mgh = mg (h1 - h2),
або
A = mgh1 - mgh2.
Величина mgh1 = Eп1 характеризує початкове положення тiла i представляє собою його потенцiйну енергiю в початковому положеннi, mgh2 = Eп2 - потенцiйна енергiя тiла в кiнцевому положеннi. Формулу можна переписати таким чином:
A = Eп1 - Eп2 = - (Eп2 - Eп1).
При змiнi положення тiла змiнюється його потенцiйна енергiя. Таким чином, робота сили тяжiння дорiвнює змiнi потенцiальної енергiї тiла, взятому з протилежним знаком.
"мiнус" означає, що при падiннi тiла сила тяжiння робить позитивну роботу, а потенцiйна енергiя тiла зменшується. Якщо тiло рухається вгору, то сила тяжiння робить негативну роботу, а потенцiйна енергiя тiла при цьому збiльшується.
4) При визначеннi потенцiйної енергiї тiла необхiдно вказувати рiвень, щодо якого вона вiдраховується, званий нульовим рiвнем.
залежить вiд обраного нульового рiвня. Це означає, що робота, яка виконується за рахунок потенцiйної енергiї тiла, не залежить вiд вибору нульового рiвня.
Часто за нульовий рiвень при визначеннi потенцiйної енергiї беруть поверхню Землi. Якщо тiло падає з деякої висоти на поверхню Землi, то робота сили тяжiння дорiвнює потенцiйної енергiї:
A = mgh
Отже, потенцiйна енергiя тiла, пiднятого на деяку висоту над нульовим рiвнем, дорiвнює роботi сили тяжiння при падiннi тiла з цiєї висоти до нульового рiвня.
5) Потенцiйною енергiєю володiє будь-деформований тiло. При стиску або розтяганнi тiла воно деформується, змiнюються сили взаємодiї мiж його частинками i виникає сила пружностi.
Список використаної лiтератури
2. Володiн В., Хазановський П. "Енергiя, столiття двадцять перше".
3. Велика Радянська Енциклопедiя, Вiкiпедiя.
4. Вайскопф В. Фiзика в двадцятому столiттi. М., 1977.
| 
