Як визначити повну енергію


 

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

  1. Енергія — фізичне поняття, що характеризує здатність тел деякої замкнутої системи здійснювати певну роботу. Механічна енергія супроводжує будь-який рух чи взаємодія, може передаватися від одного тіла до іншого, виділяючись або поглинаючись. Вона безпосередньо залежить від чинних в системі сил, їх величин і напрямів.
      
  2. Кінетична енергія Екін дорівнює роботі рушійної сили, яка повідомляє прискорення матеріальної точки від стану спокою до придбання певної швидкості. При цьому тіло отримує запас праці, що дорівнює половині твори маси m на квадрат швидкості v ²:
    Eкін = m • v ² / 2.
      
  3. Елементи механічної системи не завжди перебувають у русі, їм властиво також стан спокою. В цей час виникає потенційна енергія. Ця величина залежить не від швидкості руху, а від положення тіла або розташування тіл один відносно 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.
      
  4. 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 / 2 + m • g • h = m • (v ² / 2 + g • h).
      
  5. Класичним прикладом збереження енергії є математичний маятник. Прикладена сила повідомляє роботу, яка змушує маятник розгойдуватися. Поступово потенційна енергія, утворена в поле сили тяжіння, примушує його зменшити амплітуду коливань і, врешті-решт, зупинитися.