Потенціальна енергія

Потенціальна енергія системи зумовлена консервативними силами. Вона залежить лише від взаємного розташування частин системи, а також від їх положення щодо зовнішніх тіл. Тіло, підняте над поверхнею землі на висоту H, має потенціальну енергію.

W = mgΗ . (1.79)

Якщо це саме тіло падає по похилій площині завдовжки l і з кутом нахилу α до вертикалі (lcos α = H), то робота сил тяжіння дорівнює:

A = Pl cos α = mgH .

Отже, робота сил тяжіння за будь-якого руху тіла дорівнює добутку ваги тіла на різницю висот початкового та кінцевого положення його центра ваги. Справедливе таке твердження: робота сил тяжіння на замкненій траєкторії дорівнює нулю.

Знайдемо потенціальну енергію пружно деформованого тіла. Повна робота А за кінцевої деформації x дорівнює збільшенню потенціальної енергії тіла й визначається за формулою:

Потенціальна енергія

де WΠ0 — потенціальна енергія недеформованого тіла (за x = 0); к — жорсткість тіла. Зазвичай приймають, що WΠ0 = 0. Тому потенціальна енергія пружно деформованого тіла дорівнює:

Потенціальна енергія
(1.80)

Повна механічна енергія

Повна механічна енергія W системи дорівнює сумі її кінетичної та потенціальної енергій.

W =Wκ +WΠ . (1.81)

З означення потенціальної енергії системи видно, що ця енергія, подібно до кінетичної, є функцією стану системи. Вона залежить лише від конфігурації системи та її положення щодо зовнішніх тіл. Отже, повна механічна енергія системи теж є функцією стану цієї системи, тобто залежить лише від положення та швидкостей усіх тіл системи.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *