Fysiikka mitä potentiaalista energiaa. Potentiaalinen energia. Kahden tyyppistä potentiaalienergiaa

25.12.2014

Oppitunti 32 (10. luokka)

Aihe. Potentiaalinen energia

1. Painovoiman työ

Lasketaan työ käyttämällä tällä kertaa ei Newtonin toista lakia, vaan eksplisiittistä lauseketta kappaleiden välisistä vuorovaikutusvoimista riippuen niiden välisistä etäisyyksistä. Tämä antaa meille mahdollisuuden ottaa käyttöön potentiaalienergian käsite - energia, joka ei riipu kappaleiden nopeuksista, vaan kappaleiden välisistä etäisyyksistä (tai saman kehon osien välisistä etäisyyksistä).
Lasketaan ensin työ painovoima kun kappale (esimerkiksi kivi) putoaa pystysuoraan alas. Alkuhetkellä ruumis oli korkealla h 1 Maan pinnan yläpuolella ja viimeisellä ajanhetkellä - korkeudella h 2 (Kuva 6.5). Kehon liikemoduuli.

Painovoima- ja siirtymävektorien suunnat ovat samat. Työn määritelmän mukaan (katso kaava (6.2)) meillä on

Heitetään nyt vartalo pystysuoraan ylöspäin pisteestä, joka sijaitsee korkealla h 1, Maan pinnan yläpuolella, ja se saavutti korkeuden h 2 (Kuva 6.6). Vektorit ja suunnataan vastakkaisiin suuntiin, ja siirtymämoduuli . Kirjoitamme painovoiman työn seuraavasti:

Jos kappale liikkuu suorassa linjassa niin, että liikkeen suunta muodostaa kulman painovoiman suunnan kanssa ( Kuva 6.7), niin painovoiman tekemä työ on:

Suorakulmaisesta kolmiosta BCD on selvää että. Siten,

Kaavat (6.12), (6.13), (6.14) mahdollistavat tärkeän säännönmukaisuuden havaitsemisen. Kun kappale liikkuu suorassa linjassa, painovoiman tekemä työ on kussakin tapauksessa yhtä suuri kuin kahden arvon erotus suuren välillä, jotka riippuvat kehon asennoista alku- ja loppuhetkellä. Nämä paikat määräytyvät korkeuksien mukaan h 1 Ja h 2 kappaleet maan pinnan yläpuolella.
Lisäksi painovoiman tekemä työ massakappaletta liikutettaessa m paikasta toiseen ei riipu sen liikeradan muodosta, jota pitkin keho liikkuu. Todellakin, jos keho liikkuu käyrää pitkin Aurinko (Kuva 6.8), sitten esittämällä tämä käyrä porrastetun linjan muodossa, joka koostuu lyhyen pituisista pysty- ja vaakasuorista osista, näemme, että vaakasuorissa osissa painovoiman työ on nolla, koska voima on kohtisuorassa siirtymään nähden, ja summa pystysuorien osien työstä on yhtä suuri kuin työ, joka olisi painovoima liikuttaessa kappaletta pystysuoraa pituussegmenttiä pitkin h 1-t 2.

Näin ollen käyrää pitkin liikkuessa tehty työ on Aurinko on yhtä suuri kuin:

Kun kappale liikkuu suljettua liikerataa pitkin, painovoiman tekemä työ on nolla. Itse asiassa anna kehon liikkua suljettua ääriviivaa pitkin VSDMV (Kuva 6.9). Sivuilla Aurinko Ja DM Painovoima tekee työn, joka on absoluuttisesti sama, mutta etumerkillisesti päinvastainen. Näiden töiden summa on nolla. Näin ollen myös painovoiman tekemä työ koko suljetussa silmukassa on nolla.

Tällaisia ​​ominaisuuksia omaavia voimia kutsutaan konservatiivinen.
Joten painovoiman työ ei riipu kehon liikeradan muodosta; sen määräävät vain kehon alku- ja loppuasennot. Kun kappale liikkuu suljettua polkua pitkin, painovoiman tekemä työ on nolla.

2. Joustovoiman työ

Kuten painovoima, myös elastinen voima on konservatiivinen. Tämän tarkistamiseksi lasketaan jousen tekemä työ kuormaa siirrettäessä.
Kuvassa 6.10a on esitetty jousi, jonka toinen pää on kiinnitetty ja pallo kiinnitetty toiseen päähän. Jos jousi on venytetty, se vaikuttaa palloon voimalla ( Kuva 6.10, b), suunnattu pallon tasapainoasentoon, jossa jousi ei ole vääntynyt. Jousen alkuvenymä on . Lasketaan kimmovoiman työ, kun palloa siirretään koordinaattipisteestä x 1 koordinaatilla varustettuun pisteeseen x 2. Kuvasta 6.10, c on selvää, että siirtymämoduuli on yhtä suuri kuin:

missä on jousen lopullinen venymä.

Kimmovoiman työtä ei voida laskea kaavan (6.2) avulla, koska tämä kaava pätee vain vakiovoimalle, eikä kimmovoima pysy vakiona jousen muodonmuutoksen muuttuessa. Kimmovoiman työn laskemiseksi käytämme kuvaajaa kimmomoduulin riippuvuudesta pallon koordinaateista ( Kuva 6.11).

Kun voiman projektio voiman kohdistamispisteen siirtymälle on vakioarvolla, sen työ voidaan määrittää riippuvuuskaaviosta F x alkaen x ja että tämä työ on numeerisesti yhtä suuri kuin suorakulmion pinta-ala. Mielivaltaisella riippuvuudella F x alkaen x, jakamalla siirtymän pieniin segmentteihin, joista jokaisen sisällä voimaa voidaan pitää vakiona, näemme, että työ on numeerisesti yhtä suuri kuin puolisuunnikkaan pinta-ala.
Esimerkissämme kimmovoiman työ sen soveltamispisteen siirtämisessä numeerisesti yhtä suuri kuin puolisuunnikkaan pinta-ala BCDM. Siten,

Hooken lain ja . Korvaamalla nämä lausekkeet yhtälöön (6.17) ja ottamalla se huomioon , saamme

Tai lopulta

Tarkastelimme tapausta, jossa kimmovoiman ja kappaleen siirtymän suunnat osuivat yhteen: . Mutta kimmovoiman työ olisi mahdollista löytää, kun sen suunta on vastakkainen kappaleen liikkeen kanssa tai muodostaa mielivaltaisen kulman sen kanssa, samoin kuin kun kappale liikkuu mielivaltaisen muotoista käyrää pitkin.
Kaikissa näissä tapauksissa kehon liikkeet vaikutuksen alaisena elastiset voimat tulisimme samaan työkaavaan (6.18). Elastisten voimien työ riippuu vain jousen muodonmuutoksesta sekä alku- että lopputilassa.
Siten kimmovoiman työ ei riipu liikeradan muodosta ja painovoiman tavoin kimmovoima on konservatiivinen.

3. Potentiaalinen energia

Newtonin toista lakia käyttäen, että liikkuvan kappaleen tapauksessa minkä tahansa luonteisten voimien työ voidaan esittää kahden tietyn suuren arvon erotuksena kappaleen nopeudesta riippuen - arvojen erona. kehon liike-energiasta ajan viimeisellä ja alkuhetkellä:

Jos kappaleiden väliset vuorovaikutusvoimat ovat konservatiivisia, olemme eksplisiittisiä voimien ilmaisuja käyttämällä osoittaneet, että tällaisten voimien työ voidaan esittää myös tietyn suuren kahden arvon erotuksena, riippuen voiman suhteellisesta sijainnista. ruumiit (tai yhden ruumiin osat):

Tässä on korkeudet h 1 Ja h 2 määrittää kappaleen ja maan suhteellinen sijainti sekä venymät ja määrittää epämuodostuneen jousen kierrosten suhteellinen asema (tai toisen elastisen kappaleen muodonmuutosten arvot).
Arvo, joka on yhtä suuri kuin kehon massan tulo m vapaan pudotuksen kiihtyvyyteen g ja korkeuteen h Maan pinnan yläpuolella olevia kappaleita kutsutaan kehon ja maan välisen vuorovaikutuksen potentiaalinen energia(latinan sanasta "potenssi" - asema, mahdollisuus).
Sovitaan, että potentiaalienergia merkitään kirjaimella E s:

Arvo, joka on yhtä suuri kuin puolet elastisuuskertoimen tulosta k kehoa muodonmuutoksen neliötä kohti kutsutaan kimmoisasti muotoaan muuttavan kappaleen potentiaalienergia:

Molemmissa tapauksissa potentiaalienergia määräytyy järjestelmän kappaleiden tai yhden kehon osien sijainnin mukaan suhteessa toisiinsa.
Ottamalla käyttöön potentiaalienergian käsitteen voimme ilmaista minkä tahansa konservatiivisten voimien työtä potentiaalienergian muutoksen kautta. Suuren muutos ymmärretään sen lopullisen ja alkuarvon väliseksi eroksi, joten .
Siksi molemmat yhtälöt (6.20) voidaan kirjoittaa seuraavasti:

missä.
Kehon potentiaalienergian muutos on yhtä suuri kuin konservatiivisen voiman tekemä työ, otettuna päinvastaisella merkillä.
Tämän kaavan avulla voimme antaa yleisen määritelmän potentiaaliselle energialle.
Potentiaalinen energia järjestelmä on kappaleiden sijainnista riippuvainen suure, jonka muutos järjestelmän siirtyessä alkutilasta lopputilaan on yhtä suuri kuin järjestelmän sisäisten konservatiivisten voimien työ päinvastaisella etumerkillä otettuna.
"-"-merkki kaavassa (6.23) ei tarkoita, että konservatiivisten voimien työ olisi aina negatiivista. Se tarkoittaa vain sitä, että potentiaalienergian muutoksella ja voimien työllä järjestelmässä on aina päinvastaiset merkit.
Esimerkiksi kun kivi putoaa maahan, sen potentiaalienergia pienenee, mutta painovoima tekee positiivista työtä ( A>0). Siten, A ja niillä on vastakkaiset merkit kaavan (6.23) mukaisesti.
Potentiaalienergian nollataso. Yhtälön (6.23) mukaan konservatiivisten vuorovaikutusvoimien työ ei määrää itse potentiaalienergiaa, vaan sen muutosta.
Koska työ määrää vain potentiaalienergian muutoksen, niin vain mekaniikan energiamuutoksella on fyysinen merkitys. Siksi voit mielivaltaisesti valita järjestelmän tila, jossa sen potentiaalinen energia laskee yhtä kuin nolla. Tämä tila vastaa potentiaalisen energian nollatasoa. Yksikään ilmiö luonnossa tai tekniikassa ei ole itse potentiaalisen energian arvon määräämä. Tärkeää on ero potentiaalisten energia-arvojen välillä kappalejärjestelmän loppu- ja alkutilassa.
Nollatason valinta tehdään eri tavoin ja sen sanelevat yksinomaan mukavuusnäkökohdat, eli energian säilymisen lakia ilmaisevan yhtälön kirjoittamisen yksinkertaisuus.
Tyypillisesti nollapotentiaalienergian tilaksi valitaan järjestelmän tila, jolla on minimienergia. Tällöin potentiaalienergia on aina positiivinen tai yhtä suuri kuin nolla.
Joten "keho - maa" -järjestelmän potentiaalinen energia on määrä, joka riippuu kehon asemasta suhteessa maahan ja joka on yhtä suuri kuin konservatiivisen voiman työ siirrettäessä kehoa paikasta, jossa se sijaitsee piste, joka vastaa järjestelmän potentiaalienergian nollatasoa.
Jousella potentiaalienergia on minimaalinen, jos muodonmuutosta ei ole, ja "kivi-maa" -järjestelmässä - kun kivi makaa maan pinnalla. Siksi ensimmäisessä tapauksessa ja toisessa tapauksessa . Mutta voit lisätä näihin lausekkeisiin minkä tahansa vakioarvon C, eikä se muuta mitään. Voidaan olettaa, että.
Jos toisessa tapauksessa laitamme , niin tämä tarkoittaa, että "kivi-maa" -järjestelmän nollaenergiatasoksi otetaan energia, joka vastaa kiven sijaintia korkeudessa. h 0 maan pinnan yläpuolella.
Eristetty kappalejärjestelmä pyrkii tilaan, jossa sen potentiaalinen energia on minimaalinen.
Jos et pidä ruumiista, se putoaa maahan ( h=0); Jos vapautat venyneen tai puristetun jousen, se palaa muotoutumattomaan tilaan.
Jos voimat riippuvat vain järjestelmän kappaleiden välisistä etäisyyksistä, niin näiden voimien työ ei riipu liikeradan muodosta. Siksi työ voidaan esittää erona tietyn funktion, jota kutsutaan potentiaalienergiaksi, arvojen välillä järjestelmän loppu- ja alkutilassa. Järjestelmän potentiaalienergian arvo riippuu vaikuttavien voimien luonteesta, ja sen määrittämiseksi on tarpeen osoittaa nollaviitetaso.

JA saat kaksi ilmaista oppituntia SkyEng Englannin kielikoulussa!
Opiskelen siellä itse - se on erittäin siistiä. Edistystä tapahtuu.

Sovelluksessa voit oppia sanoja, harjoitella kuuntelua ja ääntämistä.

Kokeile sitä. Kaksi oppituntia ilmaiseksi linkin kautta!
Napsauta

Kehon etäisyyden lisäämiseksi Maan keskustasta (rungon nostamiseksi) sen parissa on tehtävä työtä. Tämä painovoiman vastainen työ varastoidaan kehon potentiaalisen energian muodossa.

Ymmärtääkseen mikä se on potentiaalista energiaa kappale, löydämme painovoiman tekemän työn siirrettäessä kappaletta, jonka massa on m, pystysuunnassa alas maanpinnan yläpuolelta korkeudelle .

Jos ero on mitätön verrattuna etäisyyteen Maan keskustaan, niin painovoimaa kehon liikkeen aikana voidaan pitää vakiona ja yhtä suurena mg.

Koska siirtymä osuu suuntaisesti painovoimavektorin kanssa, käy ilmi, että painovoiman työ on yhtä suuri kuin

Viimeisestä kaavasta on selvää, että painovoiman työ siirrettäessä materiaalia, jonka massa on m, Maan gravitaatiokenttään on yhtä suuri kuin kahden tietyn määrän mgh arvon erotus. Koska työ on energian muutoksen mitta, kaavan oikea puoli sisältää eron tämän kappaleen kahden energia-arvon välillä. Tämä tarkoittaa, että arvo mgh edustaa energiaa, joka johtuu kehon sijainnista Maan vetovoimakentässä.

Vuorovaikutuksessa olevien kappaleiden (tai yhden kehon osien) suhteellisen sijainnin aiheuttamaa energiaa kutsutaan potentiaalia ja merkitty Wp. Siksi Maan gravitaatiokentässä sijaitsevalle kappaleelle

Painovoiman tekemä työ on yhtä suuri kuin muutos kehon potentiaalienergia, otettu päinvastaisella merkillä.

Painovoiman työ ei riipu kehon liikeradasta ja on aina yhtä suuri kuin painovoimamoduulin ja alku- ja loppuasennon korkeuseron tulo

Merkitys potentiaalista energiaa Maan yläpuolelle kohotetun kappaleen määrä riippuu nollatason valinnasta, eli korkeudesta, jolla potentiaalienergian oletetaan olevan nolla. Yleensä oletetaan, että kappaleen potentiaalienergia maan pinnalla on nolla.

Tällä nollatason valinnalla kehon potentiaalienergia, joka sijaitsee korkeudella h Maan pinnan yläpuolella, on yhtä suuri kuin kehon massan painovoiman kiihtyvyysmoduulin ja sen etäisyyden Maan pinnasta tulo:

Kaikesta yllä olevasta voimme päätellä: kehon potentiaalienergia riippuu vain kahdesta suuresta, nimittäin: itse kehon massasta ja korkeudesta, johon tämä keho on nostettu. Kehon liikerata ei vaikuta potentiaaliseen energiaan millään tavalla.

Fysikaalista määrää, joka on puolet kappaleen jäykkyyden tulosta sen muodonmuutoksen neliöllä, kutsutaan elastisesti muotoutuneen kappaleen potentiaalienergiaksi:

Elastisesti deformoituneen kappaleen potentiaalienergia on yhtä suuri kuin kimmovoiman tekemä työ, kun kappale siirtyy tilaan, jossa muodonmuutos on nolla.

Siellä on myös:

Kineettinen energia

Kaavassa käytimme:

Potentiaalinen energia

Energia on skalaarisuure. Energian SI-yksikkö on joule.

Kineettinen ja potentiaalinen energia

Energiaa on kahdenlaisia ​​- kineettinen ja potentiaalinen.

MÄÄRITELMÄ

Kineettinen energia- tämä on energia, jota keholla on liikkeensä ansiosta:

MÄÄRITELMÄ

Potentiaalinen energia on energiaa, jonka määrää kappaleiden suhteellinen sijainti sekä näiden kappaleiden välisten vuorovaikutusvoimien luonne.

Potentiaalinen energia Maan gravitaatiokentässä on energiaa, joka johtuu kehon gravitaatiovuorovaikutuksesta Maan kanssa. Se määräytyy kehon sijainnin perusteella maapallon suhteen ja on yhtä suuri kuin kehon siirtäminen tietystä asennosta nollatasolle:

Potentiaalinen energia on energiaa, joka syntyy kehon osien vuorovaikutuksesta toistensa kanssa. Se on yhtä suuri kuin ulkoisten voimien työ muotoutumattoman jousen jännityksessä (puristuksessa) määrällä:

Keholla voi samanaikaisesti olla sekä kineettistä että potentiaalista energiaa.

Kehon tai kappalejärjestelmän kokonaismekaaninen energia on yhtä suuri kuin kehon (kappalejärjestelmän) kineettisten ja potentiaalisten energioiden summa:

Energian säilymisen laki

Suljetulle kappalejärjestelmälle energian säilymisen laki pätee:

Siinä tapauksessa, että esimerkiksi kehoon (tai kappalejärjestelmään) vaikuttavat ulkoiset voimat, mekaanisen energian säilymislaki ei täyty. Tässä tapauksessa kehon (kappalejärjestelmän) kokonaismekaanisen energian muutos on yhtä suuri kuin ulkoiset voimat:

Energian säilymisen laki mahdollistaa kvantitatiivisen yhteyden muodostamisen aineen erilaisten liikemuotojen välille. Aivan kuten , se pätee ei vain, vaan myös kaikkiin luonnonilmiöihin. Energian säilymisen laki sanoo, että luonnon energiaa ei voi tuhota, kuten ei voida luoda tyhjästä.

Yleisimmässä muodossaan energian säilymisen laki voidaan muotoilla seuraavasti:

• Energia luonnossa ei katoa eikä synny uudelleen, vaan vain muuttuu tyypistä toiseen.

Esimerkkejä ongelmanratkaisusta

ESIMERKKI 1

ESIMERKKI 2

Kineettinen energia mekaanisen järjestelmän energia on tämän järjestelmän mekaanisen liikkeen energia.

Vahvuus F, vaikuttaa levossa olevaan kehoon ja saa sen liikkumaan, ja liikkuvan kehon energia kasvaa käytetyn työn määrällä. Työ siis dA vahvuus F polulla, jonka keho on kulkenut nopeuden noustessa 0:sta v:iin, se siirtyy lisäämään liike-energiaa dT ruumiit, ts.

Newtonin toista lakia käyttäen F=md v/dt

ja kerrotaan yhtälön molemmat puolet siirtymällä d r, saamme

F d r=m(d v/dt)dr=dA

Siis massarunko T, liikkuu nopeudella v, on liike-energiaa

T = tv 2 /2. (12.1)

Kaavasta (12.1) käy selvästi ilmi, että liike-energia riippuu vain kappaleen massasta ja nopeudesta, eli järjestelmän liike-energia on sen liikkeen tilan funktio.

Kaavaa (12.1) johdettaessa oletettiin, että liikettä tarkasteltiin inertiaalisessa viitekehyksessä, koska muuten Newtonin lakeja olisi mahdotonta käyttää. Eri inertiavertailujärjestelmissä, jotka liikkuvat suhteessa toisiinsa, kappaleen nopeus ja siten sen liike-energia ei ole sama. Siten kineettinen energia riippuu vertailukehyksen valinnasta.

Potentiaalinen energia - kappalejärjestelmän mekaaninen energia, joka määräytyy niiden suhteellisen sijainnin ja niiden välisten vuorovaikutusvoimien luonteen perusteella.

Toteutetaan kappaleiden vuorovaikutus voimakenttien kautta (esimerkiksi elastisten voimien kenttä, gravitaatiovoimien kenttä), joille on tunnusomaista se, että vaikuttavien voimien tekemä työ siirrettäessä kehoa asennosta toiseen eivät ole riippuvaisia ​​liikeradalta, jota pitkin tämä liike tapahtui, vaan riippuu vain aloitus- ja loppuasennosta. Tällaisia ​​kenttiä kutsutaan potentiaalia, ja niissä vaikuttavat voimat ovat konservatiivinen. Jos voiman tekemä työ riippuu pisteestä toiseen liikkuvan kappaleen liikeradalta, niin tällainen voima on ns. hajottava; esimerkki tästä on kitkavoima.

Keholla, joka on potentiaalisessa voimien kentässä, on potentiaalienergia II. Konservatiivisten voimien tekemä työ järjestelmän konfiguraation elementaarisen (äärettömän) muutoksen aikana on yhtä suuri kuin miinusmerkillä otettu potentiaalienergian lisäys, koska työ tehdään potentiaalienergian vähenemisen vuoksi:

Työ d A ilmaistaan ​​voiman pistetulona F liikkua d r ja lauseke (12.2) voidaan kirjoittaa muodossa

F d r=-dP. (12.3)

Siksi, jos funktio P( r), niin kaavasta (12.3) voimme löytää voiman F moduulin ja suunnan mukaan.

Potentiaalienergia voidaan määrittää (12.3) as:n perusteella

missä C on integrointivakio, eli potentiaalienergia määritetään johonkin mielivaltaiseen vakioon asti. Tämä ei kuitenkaan heijastu fysikaalisiin lakeihin, koska ne sisältävät joko potentiaalienergioiden eron kehon kahdessa asennossa tai P:n derivaatan koordinaattien suhteen. Siksi tietyssä asennossa olevan kehon potentiaalienergia katsotaan nollaksi (nollareferenssitaso valitaan), ja kehon energia muissa asennoissa mitataan suhteessa nollatasoon. Konservatiivisille voimille

tai vektorimuodossa

F=-gradP, (12.4) missä

(i, j, k- koordinaattiakselien yksikkövektorit). Lausekkeen (12.5) määrittelemää vektoria kutsutaan skalaarin P gradientti.

Sitä varten käytetään merkinnän grad P ohella myös merkintää P.  ("nabla") tarkoittaa symbolista vektoria, jota kutsutaan operaattoriHamilton tai nabla-operaattorilta:

Funktion P erityinen muoto riippuu voimakentän luonteesta. Esimerkiksi massakappaleen potentiaalienergia T, nostettu korkealle h Maan pinnan yläpuolella on yhtä suuri kuin

P = mgh,(12.7)

missä on korkeus h mitataan nollatasolta, jolle P 0 = 0. Lauseke (12.7) seuraa suoraan siitä, että potentiaalienergia on yhtä suuri kuin painovoiman tekemä työ, kun kappale putoaa korkealta h maan pinnalle.

Koska origo valitaan mielivaltaisesti, potentiaalienergialla voi olla negatiivinen arvo (kineettinen energia on aina positiivista. !} Jos otetaan Maan pinnalla makaavan kappaleen potentiaalienergia nollaksi, niin akselin pohjalla sijaitsevan kappaleen potentiaalienergia (syvyys h"), P = - mgh".

Etsitään kimmoisasti muotoaan muuttavan kappaleen (jousi) potentiaalienergia. Elastinen voima on verrannollinen muodonmuutokseen:

F X ohjata = -kx,

Jossa F x ohjata - kimmovoiman projektio akselille X;k- elastisuuskerroin(kevääksi - jäykkyys), ja miinusmerkki osoittaa sen F x ohjata suunnattu muodonmuutosta vastakkaiseen suuntaan X.

Newtonin kolmannen lain mukaan muodonmuutosvoima on suuruudeltaan yhtä suuri kuin kimmovoima ja suunnattu vastakkaisesti sitä vastaan, ts.

F x =-F x ohjata =kx Perustyötä dA, suoritetaan voimalla F x äärettömän pienellä muodonmuutoksella dx, on yhtä suuri kuin

dA = F x dx = kxdx,

täysi työ

lisää jousen potentiaalienergiaa. Siten elastisesti epämuodostuneen kappaleen potentiaalienergia

P =kx 2 /2.

Järjestelmän potentiaalienergia, kuten kineettinen energia, on järjestelmän tilan funktio. Se riippuu vain järjestelmän kokoonpanosta ja sen sijainnista suhteessa ulkoisiin kappaleisiin.

Järjestelmän mekaaninen kokonaisenergia- mekaanisen liikkeen ja vuorovaikutuksen energia:

eli yhtä suuri kuin kineettisten ja potentiaalisten energioiden summa.

Insinööri ja fyysikko William Rankine.

Energian SI-yksikkö on joule.

Potentiaalienergian oletetaan olevan nolla tietylle avaruudessa olevien kappaleiden konfiguraatiolle, jonka valinnan määrää lisälaskelmien mukavuus. Tämän kokoonpanon valintaprosessia kutsutaan potentiaalisen energian normalisointi.

Potentiaalienergian oikea määritelmä voidaan antaa vain voimien kentässä, jonka toiminta riippuu vain kehon alku- ja loppuasennosta, mutta ei sen liikkeen radasta. Tällaisia ​​voimia kutsutaan konservatiiviksi.

Myös potentiaalienergia on useiden kappaleiden tai kappaleen ja kentän vuorovaikutuksen ominaisuus.

Mikä tahansa fyysinen järjestelmä pyrkii tilaan, jossa on alhaisin potentiaalienergia.

Kimmoisen muodonmuutoksen potentiaalienergia luonnehtii kehon osien välistä vuorovaikutusta.

Potentiaalinen energia Maan gravitaatiokentässä

Potentiaalinen energia Maan gravitaatiokentässä lähellä pintaa ilmaistaan ​​likimäärin kaavalla:

missä on kappaleen massa, on painovoiman kiihtyvyys, on kappaleen massakeskipisteen korkeus mielivaltaisesti valitun nollatason yläpuolella.

Potentiaalienergian käsitteen fysikaalisesta merkityksestä

• Jos kineettinen energia voidaan määrittää yhdelle yksittäiselle kappaleelle, niin potentiaalienergia luonnehtii aina vähintään kahta kappaletta tai kappaleen sijaintia ulkoisessa kentässä.
• Kineettiselle energialle on ominaista nopeus; potentiaali - kappaleiden suhteellisen sijainnin mukaan.
• Pääasiallinen fyysinen merkitys ei ole itse potentiaalisen energian arvo, vaan sen muutos.

Katso myös

Linkit

Wikimedia Foundation.

2010.

potentiaalista energiaa Katso, mitä "potentiaalinen energia" tarkoittaa muissa sanakirjoissa: - Energia, joka esineellä on sen sijainnin vuoksi geopotentiaalikentässä. Esimerkiksi alun perin kerrostuneen vesipatsaan potentiaalienergia kasvaa, kun tuulienergia sekoittaa sitä ja suorittaa suolaisemman... ...

Teknisen kääntäjän opas MAHDOLLINEN ENERGIA - kehojen vuorovaikutuksen energia; on osa fyysisen kokonaismekaanista energiaa. järjestelmä, joka riippuu hiukkasten suhteellisesta sijainnista ja niiden sijainnista ulkoisessa voimakentässä (esimerkiksi gravitaatio); koko mekaanisen järjestelmän toinen osa on ... ...

Suuri ammattikorkeakoulun tietosanakirja POTENTIAALISENERGIA, ENERGIAN tyyppi, jonka keho omistaa sen sijainnin vuoksi tietyllä korkeudella Maan PAINOPENTTIKENTÄSSÄ. Potentiaalienergia on myös energiaa, joka on varastoitu järjestelmään, kuten puristettuun jouseen tai... ...

Tieteellinen ja tekninen tietosanakirja Osa yleistä mekaanista järjestelmän energia, riippuen tämän järjestelmän muodostavien materiaalipisteiden suhteellisesta sijainnista ja niiden ulkoisesta sijainnista. voimakenttä (esimerkiksi gravitaatio; (katso FYSIKAALISET KENTÄT). Numeerisesti järjestelmän P.e. sen annetussa ... ...

potentiaalista energiaa Fyysinen tietosanakirja - ▲ energiavoima, fyysinen kenttä kineettinen energia potentiaalienergia energia riippuen sijainnista ulkoisessa voimakentässä. ↓ kaloripitoisuus. räjähdys. räjähtää...

Venäjän kielen ideografinen sanakirja POTENTIAALIenergia, osa järjestelmän kokonaismekaanisesta energiasta, riippuen sen hiukkasten suhteellisesta sijainnista ja niiden sijainnista ulkoisessa voimakentässä (esimerkiksi gravitaatiokentässä). Yhteenvetona kineettisellä energialla potentiaalienergia on ... ...

Potentiaalinen energia- POTENTIaalienergia, osa järjestelmän kokonaismekaanisesta energiasta riippuen sen hiukkasten suhteellisesta sijainnista ja niiden sijainnista ulkoisessa voimakentässä (esimerkiksi gravitaatiokentässä). Yhteenvetona kineettisellä energialla potentiaalienergia on ... ... Kuvitettu tietosanakirja

Osa järjestelmän kokonaismekaanisesta energiasta riippuen sen hiukkasten suhteellisesta sijainnista ja niiden sijainnista ulkoisessa voimakentässä (esimerkiksi gravitaatio-)... Suuri Ensyklopedinen sanakirja

potentiaalista energiaa- osa järjestelmän kokonaismekaanisesta energiasta riippuen tämän järjestelmän muodostavien hiukkasten suhteellisesta sijainnista ja niiden sijainnista ulkoisessa voimakentässä (esimerkiksi gravitaatio). Numeerisesti järjestelmän potentiaalienergia on yhtä suuri kuin ... ... Ensyklopedinen metallurgian sanakirja

Osa järjestelmän kokonaismekaanisesta energiasta riippuen sen hiukkasten suhteellisesta sijainnista ja niiden sijainnista ulkoisessa voimakentässä (esimerkiksi gravitaatiokentässä). * * * POTENTIAL ENERGIA POTENTIAL ENERGIA, osa mekaanisesta kokonaisenergiasta... ... Ensyklopedinen sanakirja

Kirjat

• Potentiaalinen energia nukleonien sähkövarausten ja nukleonien assosiaatioiden välillä niiden lähestymisen aikana, V.I. Kirjan ensimmäisessä osassa tarkastellaan nukleonien sähkövarausten ja nukleonien assosiaatioiden välisen potentiaalienergian riippuvuutta. vaihtoehtoja heidän lähestymistapaansa,...