Fisika energi potensial apa. Energi potensial. Dua jenis energi potensial

25.12.2014

Pelajaran 32 (kelas 10)

Subjek. Energi potensial

1. Pekerjaan gravitasi

Mari kita hitung usahanya, kali ini bukan menggunakan hukum kedua Newton, tetapi ekspresi eksplisit untuk gaya interaksi antar benda yang bergantung pada jarak di antara keduanya. Hal ini memungkinkan kita untuk memperkenalkan konsep energi potensial - energi yang tidak bergantung pada kecepatan benda, tetapi pada jarak antar benda (atau pada jarak antar bagian benda yang sama).
Mari kita hitung dulu usahanya gaya berat ketika sebuah benda (misalnya batu) jatuh vertikal ke bawah. Pada saat awal, tubuh berada pada ketinggian jam 1 di atas permukaan bumi, dan pada saat-saat terakhir - di ketinggian jam 2 (Gambar.6.5). Modul pergerakan tubuh.

Arah vektor gravitasi dan perpindahan bertepatan. Menurut definisi usaha (lihat rumus (6.2)) yang kita miliki

Misalkan sekarang benda dilempar vertikal ke atas dari suatu titik yang terletak di ketinggian jam 1, di atas permukaan bumi, dan mencapai ketinggian jam 2 (Gambar.6.6). Vektor dan diarahkan berlawanan arah, dan modulus perpindahan . Kami menulis pekerjaan gravitasi sebagai berikut:

Jika suatu benda bergerak lurus sehingga arah geraknya membentuk sudut terhadap arah gravitasi ( Gambar.6.7), maka usaha yang dilakukan gravitasi adalah:

Dari segitiga siku-siku BCD jelas bahwa. Karena itu,

Rumus (6.12), (6.13), (6.14) memungkinkan kita memperhatikan keteraturan penting. Ketika suatu benda bergerak lurus, usaha yang dilakukan oleh gravitasi dalam setiap kasus sama dengan selisih antara dua nilai suatu besaran yang bergantung pada posisi benda pada saat awal dan akhir waktu. Posisi ini ditentukan oleh ketinggian jam 1 Dan jam 2 benda-benda yang berada di atas permukaan bumi.
Apalagi usaha yang dilakukan oleh gravitasi ketika menggerakkan suatu benda bermassa M dari satu posisi ke posisi lain tidak bergantung pada bentuk lintasan yang dilalui benda tersebut. Memang benar, jika suatu benda bergerak sepanjang kurva Matahari (Gambar.6.8), kemudian, dengan menyajikan kurva ini dalam bentuk garis berundak yang terdiri dari bagian vertikal dan horizontal yang panjangnya pendek, kita melihat bahwa pada bagian horizontal usaha gravitasi adalah nol, karena gaya tegak lurus terhadap perpindahan, dan jumlah usaha pada bagian vertikal sama dengan usaha yang dilakukan adalah gaya gravitasi ketika menggerakkan suatu benda sepanjang segmen vertikal yang panjangnya jam 1 -jam 2.

Jadi, usaha yang dilakukan ketika bergerak sepanjang kurva adalah Matahari sama dengan:

Ketika sebuah benda bergerak sepanjang lintasan tertutup, usaha yang dilakukan oleh gravitasi adalah nol. Bahkan, biarkan tubuh bergerak sepanjang kontur tertutup VSDMV (Gambar.6.9). Di situs Matahari Dan DM gaya gravitasi melakukan usaha yang sama besarnya nilai absolutnya, tetapi berlawanan tandanya. Jumlah dari karya-karya ini adalah nol. Akibatnya, usaha yang dilakukan oleh gravitasi pada seluruh loop tertutup juga sama dengan nol.

Gaya yang mempunyai sifat seperti ini disebut konservatif.
Jadi, kerja gravitasi tidak bergantung pada bentuk lintasan benda; itu hanya ditentukan oleh posisi awal dan akhir tubuh. Ketika sebuah benda bergerak sepanjang lintasan tertutup, usaha yang dilakukan oleh gravitasi adalah nol.

2. Kerja gaya elastis

Seperti gravitasi, gaya elastis juga bersifat konservatif. Untuk memverifikasi ini, mari kita hitung usaha yang dilakukan pegas ketika memindahkan beban.
Gambar 6.10a menunjukkan sebuah pegas yang salah satu ujungnya dipasang dan sebuah bola dipasang pada ujung lainnya. Jika pegas diregangkan, maka pegas tersebut bekerja pada bola dengan gaya ( Gambar 6.10, b), diarahkan ke posisi setimbang bola, di mana pegas tidak mengalami deformasi. Perpanjangan awal pegas adalah . Mari kita hitung usaha yang dilakukan oleh gaya elastis ketika menggerakkan bola dari suatu titik yang berkoordinat x 1 ke titik dengan koordinat x 2. Dari Gambar 6.10 c terlihat modul perpindahannya sama dengan:

dimana adalah perpanjangan akhir pegas.

Tidak mungkin menghitung kerja gaya elastis menggunakan rumus (6.2), karena rumus ini hanya berlaku untuk gaya konstan, dan gaya elastis tidak tetap konstan ketika deformasi pegas berubah. Untuk menghitung kerja gaya elastis, kita akan menggunakan grafik ketergantungan modulus gaya elastis pada koordinat bola ( Gambar 6.11).

Pada nilai proyeksi gaya yang konstan terhadap perpindahan titik penerapan gaya, kerjanya dapat ditentukan dari grafik ketergantungan Fx dari X dan hasil kali ini secara numerik sama dengan luas persegi panjang. Dengan ketergantungan sewenang-wenang Fx dari X, membagi perpindahan menjadi segmen-segmen kecil, yang masing-masing gaya dapat dianggap konstan, kita akan melihat bahwa usaha secara numerik akan sama dengan luas trapesium.
Dalam contoh kita, kerja gaya elastis pada perpindahan titik penerapannya secara numerik sama dengan luas trapesium BCDM. Karena itu,

Menurut hukum Hooke dan . Substitusikan ekspresi gaya-gaya ini ke dalam persamaan (6.17) dan pertimbangkan itu , kita dapatkan

Atau akhirnya

Kami mempertimbangkan kasus ketika arah gaya elastis dan perpindahan benda bertepatan: . Tetapi adalah mungkin untuk menemukan kerja gaya elastis ketika arahnya berlawanan dengan pergerakan benda atau membentuk sudut sembarang dengannya, serta ketika benda bergerak sepanjang kurva yang bentuknya berubah-ubah.
Dalam semua kasus ini, gerakan tubuh dipengaruhi kekuatan elastis kita akan sampai pada rumus usaha yang sama (6.18). Kerja gaya elastis hanya bergantung pada deformasi pegas baik pada keadaan awal maupun akhir.
Jadi, kerja gaya elastis tidak bergantung pada bentuk lintasan dan, seperti gravitasi, gaya elastis bersifat konservatif.

3. Energi potensial

Menggunakan hukum kedua Newton, bahwa dalam kasus benda yang bergerak, kerja gaya-gaya dalam bentuk apa pun dapat direpresentasikan sebagai perbedaan antara dua nilai dengan besaran tertentu tergantung pada kecepatan benda - perbedaan antara nilai-nilai ​​energi kinetik benda pada momen waktu akhir dan awal:

Jika gaya interaksi antar benda bersifat konservatif, maka, dengan menggunakan ekspresi gaya yang eksplisit, kami telah menunjukkan bahwa kerja gaya tersebut juga dapat direpresentasikan sebagai perbedaan antara dua nilai dengan besaran tertentu, bergantung pada posisi relatif benda. tubuh (atau bagian dari satu tubuh):

Inilah ketinggiannya jam 1 Dan jam 2 menentukan posisi relatif benda dan Bumi, serta perpanjangannya dan menentukan posisi relatif lilitan pegas yang mengalami deformasi (atau nilai deformasi benda elastis lainnya).
Nilai yang sama dengan produk massa tubuh M terhadap percepatan jatuh bebas G dan ke ketinggian H benda yang berada di atas permukaan bumi disebut energi potensial interaksi antara tubuh dan bumi(dari kata Latin "potensi" - posisi, peluang).
Mari kita sepakat untuk menunjukkan energi potensial dengan huruf tersebut E hal:

Nilai yang sama dengan setengah hasil kali koefisien elastisitas k benda per kuadrat deformasi disebut energi potensial benda yang mengalami deformasi elastis:

Dalam kedua kasus tersebut, energi potensial ditentukan oleh lokasi benda-benda dalam sistem atau bagian-bagian suatu benda relatif satu sama lain.
Dengan memperkenalkan konsep energi potensial, kita dapat menyatakan kerja gaya konservatif melalui perubahan energi potensial. Oleh karena itu, perubahan suatu besaran dipahami sebagai selisih antara nilai akhir dan nilai awalnya .
Oleh karena itu, kedua persamaan (6.20) dapat ditulis sebagai berikut:

Di mana .
Perubahan energi potensial suatu benda sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya konservatif, yang diambil dengan tanda berlawanan.
Rumus ini memungkinkan kita memberikan definisi umum tentang energi potensial.
Energi potensial sistem adalah besaran yang bergantung pada posisi benda, yang perubahannya selama transisi sistem dari keadaan awal ke keadaan akhir sama dengan kerja gaya konservatif internal sistem, diambil dengan tanda berlawanan.
Tanda “-” pada rumus (6.23) tidak berarti kerja gaya konservatif selalu negatif. Artinya perubahan energi potensial dan kerja gaya-gaya dalam sistem selalu mempunyai tanda yang berlawanan.
Misalnya, ketika sebuah batu jatuh ke bumi, energi potensialnya berkurang, tetapi gravitasi melakukan kerja positif ( A>0). Karena itu, A dan mempunyai tanda berlawanan sesuai dengan rumus (6.23).
Tingkat energi potensial nol. Menurut persamaan (6.23), kerja gaya interaksi konservatif tidak menentukan energi potensial itu sendiri, tetapi perubahannya.
Karena usaha hanya menentukan perubahan energi potensial, maka hanya perubahan energi dalam mekanika yang mempunyai arti fisis. Oleh karena itu, Anda bisa seenaknya memilih keadaan suatu sistem dimana energi potensialnya penting sama dengan nol. Keadaan ini berhubungan dengan tingkat energi potensial nol. Tidak ada satupun fenomena di alam atau teknologi yang ditentukan oleh nilai energi potensial itu sendiri. Yang penting adalah perbedaan antara nilai energi potensial pada keadaan akhir dan awal sistem benda.
Pemilihan tingkat nol dilakukan dengan cara yang berbeda-beda dan hanya ditentukan oleh pertimbangan kenyamanan, yaitu kesederhanaan penulisan persamaan yang menyatakan hukum kekekalan energi.
Biasanya, keadaan sistem dengan energi minimum dipilih sebagai keadaan dengan energi potensial nol. Maka energi potensialnya selalu positif atau sama dengan nol.
Jadi, energi potensial sistem “benda - Bumi” adalah besaran yang bergantung pada posisi benda relatif terhadap Bumi, sama dengan kerja gaya konservatif ketika menggerakkan suatu benda dari titik letaknya ke titik. titik yang sesuai dengan tingkat energi potensial sistem nol.
Untuk pegas, energi potensialnya minimal jika tidak ada deformasi, dan untuk sistem “batu-Bumi” - ketika batu terletak di permukaan bumi. Oleh karena itu, dalam kasus pertama , dan dalam kasus kedua . Namun Anda dapat menambahkan nilai konstan apa pun ke ekspresi ini C, dan itu tidak akan mengubah apa pun. Dapat diasumsikan bahwa.
Jika dalam kasus kedua kita masukkan , maka ini berarti bahwa tingkat energi nol dari sistem “batu-Bumi” dianggap sebagai energi yang sesuai dengan posisi batu pada ketinggian. jam 0 di atas permukaan bumi.
Sistem benda yang terisolasi cenderung ke keadaan dimana energi potensialnya minimal.
Jika Anda tidak memegang tubuhnya, ia akan jatuh ke tanah ( H=0); Jika Anda melepaskan pegas yang diregangkan atau dikompresi, pegas akan kembali ke keadaan tidak berubah bentuk.
Jika gaya-gaya tersebut hanya bergantung pada jarak antar benda sistem, maka kerja gaya-gaya tersebut tidak bergantung pada bentuk lintasan. Oleh karena itu, usaha dapat direpresentasikan sebagai selisih antara nilai fungsi tertentu, yang disebut energi potensial, pada keadaan akhir dan awal sistem. Nilai energi potensial suatu sistem bergantung pada sifat gaya-gaya yang bekerja, dan untuk menentukannya perlu ditunjukkan tingkat acuan nol.

DAN dapatkan dua pelajaran gratis di sekolah bahasa Inggris SkyEng!
Saya sendiri belajar di sana - itu sangat keren. Ada kemajuan.

Dalam aplikasi ini Anda dapat mempelajari kata-kata, melatih pendengaran dan pengucapan.

Cobalah. Dua pelajaran gratis menggunakan tautan saya!
Klik

Untuk menambah jarak suatu benda dari pusat bumi (menaikkan benda), harus dilakukan usaha pada benda tersebut. Usaha melawan gravitasi ini disimpan dalam bentuk energi potensial tubuh.

Untuk memahami apa itu energi potensial benda, kita akan mencari usaha yang dilakukan gravitasi ketika menggerakkan benda bermassa m vertikal ke bawah dari ketinggian di atas permukaan bumi ke ketinggian .

Jika perbedaannya dapat diabaikan dibandingkan jarak ke pusat bumi, maka gaya gravitasi selama pergerakan suatu benda dapat dianggap konstan dan sama dengan mg.

Karena perpindahan searah dengan vektor gravitasi, ternyata kerja gravitasi adalah sama dengan

Dari rumus terakhir jelas bahwa kerja gravitasi ketika memindahkan suatu titik material bermassa m ke dalam medan gravitasi bumi sama dengan selisih dua nilai dengan besaran tertentu mgh. Karena usaha adalah ukuran perubahan energi, sisi kanan rumus berisi selisih antara dua nilai energi suatu benda. Artinya nilai mgh mewakili energi akibat posisi benda dalam medan gravitasi bumi.

Energi yang disebabkan oleh kedudukan relatif benda-benda (atau bagian-bagian dari suatu benda) yang berinteraksi disebut potensi dan dilambangkan dengan Wp. Oleh karena itu, untuk benda yang terletak di medan gravitasi bumi,

Usaha yang dilakukan oleh gravitasi sama dengan perubahan energi potensial tubuh, diambil dengan tanda sebaliknya.

Kerja gravitasi tidak bergantung pada lintasan benda dan selalu sama dengan hasil kali modulus gravitasi dan perbedaan ketinggian pada posisi awal dan akhir.

Arti energi potensial Ketinggian suatu benda di atas bumi bergantung pada pilihan tingkat nol, yaitu ketinggian di mana energi potensial diasumsikan nol. Biasanya diasumsikan bahwa energi potensial suatu benda di permukaan bumi adalah nol.

Dengan pilihan level nol ini energi potensial tubuh, terletak pada ketinggian h di atas permukaan bumi, sama dengan hasil kali massa benda dengan modulus percepatan gravitasi dan jaraknya dari permukaan bumi:

Dari uraian di atas, kita dapat menyimpulkan: energi potensial suatu benda hanya bergantung pada dua besaran, yaitu: dari massa benda itu sendiri dan tinggi badan tersebut diangkat. Lintasan suatu benda tidak mempengaruhi energi potensial dengan cara apapun.

Besaran fisis yang sama dengan setengah hasil kali kekakuan suatu benda dengan kuadrat deformasinya disebut energi potensial benda yang mengalami deformasi elastis:

Energi potensial suatu benda yang mengalami deformasi elastis sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya elastis ketika benda tersebut berpindah ke keadaan di mana deformasinya nol.

Ada juga:

Energi kinetik

Dalam rumus yang kami gunakan:

Energi potensial

Energi adalah besaran skalar. Satuan SI untuk energi adalah Joule.

Energi kinetik dan potensial

Ada dua jenis energi - kinetik dan potensial.

DEFINISI

Energi kinetik- ini adalah energi yang dimiliki suatu benda karena pergerakannya:

DEFINISI

Energi potensial adalah energi yang ditentukan oleh posisi relatif benda, serta sifat gaya interaksi antar benda tersebut.

Energi potensial dalam medan gravitasi bumi adalah energi akibat interaksi gravitasi suatu benda dengan bumi. Hal ini ditentukan oleh posisi benda relatif terhadap Bumi dan sama dengan usaha untuk memindahkan benda dari posisi tertentu ke tingkat nol:

Energi potensial adalah energi yang ditimbulkan oleh interaksi bagian-bagian tubuh yang satu dengan yang lain. Ini sama dengan kerja gaya luar dalam tegangan (kompresi) pegas yang tidak mengalami deformasi dengan besaran:

Suatu benda secara bersamaan dapat memiliki energi kinetik dan energi potensial.

Energi mekanik total suatu benda atau sistem benda sama dengan jumlah energi kinetik dan energi potensial benda (sistem benda):

Hukum Kekekalan Energi

Untuk sistem benda tertutup, hukum kekekalan energi berlaku:

Dalam kasus ketika gaya luar bekerja pada suatu benda (atau sistem benda), misalnya, hukum kekekalan energi mekanik tidak terpenuhi. Dalam hal ini, perubahan energi mekanik total suatu benda (sistem benda) sama dengan gaya luar:

Hukum kekekalan energi memungkinkan kita membangun hubungan kuantitatif antara berbagai bentuk gerak materi. Seperti halnya , ini berlaku tidak hanya untuk, tetapi juga untuk semua fenomena alam. Hukum kekekalan energi mengatakan bahwa energi di alam tidak dapat dimusnahkan sebagaimana halnya tidak dapat diciptakan dari ketiadaan.

Dalam bentuknya yang paling umum, hukum kekekalan energi dapat dirumuskan sebagai berikut:

  • Energi di alam tidak hilang dan tidak tercipta kembali, melainkan hanya berubah bentuk dari satu jenis ke jenis lainnya.

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

Latihan Sebuah peluru yang terbang dengan kelajuan 400 m/s menumbuk sebuah poros tanah dan bergerak sejauh 0,5 m hingga berhenti. Tentukan hambatan poros tersebut terhadap pergerakan peluru jika massanya 24 g.
Larutan Gaya tarik poros merupakan gaya luar, sehingga usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut sama dengan perubahan energi kinetik peluru:

Karena gaya hambatan poros berlawanan dengan arah gerak peluru, maka usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut adalah:

Perubahan energi kinetik peluru:

Jadi, kita dapat menulis:

dari mana datangnya gaya perlawanan benteng tanah:

Mari kita ubah satuannya ke sistem SI: g kg.

Mari kita hitung gaya hambatannya:

Menjawab Gaya tahanan poros adalah 3,8 kN.

CONTOH 2

Latihan Sebuah beban bermassa 0,5 kg jatuh dari ketinggian tertentu ke atas sebuah pelat bermassa 1 kg yang dipasang pada pegas dengan koefisien kekakuan 980 N/m. Tentukan besar kompresi terbesar pegas jika pada saat tumbukan beban mempunyai kecepatan 5 m/s. Dampaknya tidak elastis.
Larutan Mari kita tuliskan beban + pelat untuk sistem tertutup. Karena dampaknya tidak elastis, kita mempunyai:

dari mana datangnya kecepatan pelat dengan beban setelah tumbukan:

Menurut hukum kekekalan energi, energi mekanik total beban bersama pelat setelah tumbukan sama dengan energi potensial pegas terkompresi:

Energi kinetik suatu sistem mekanik adalah energi gerak mekanis sistem tersebut.

Kekuatan F, bekerja pada benda yang diam dan menyebabkannya bergerak, melakukan usaha, dan energi benda yang bergerak bertambah sebesar jumlah usaha yang dikeluarkan. Jadi pekerjaannya da kekuatan F pada lintasan yang dilalui benda ketika kecepatan bertambah dari 0 ke v, terjadi peningkatan energi kinetik dT tubuh, yaitu

Menggunakan hukum kedua Newton F=md ay/dt

dan mengalikan kedua ruas persamaan dengan perpindahan d R, kita dapatkan

F D R=m(d ay/dt)dr=dA

Jadi, suatu benda bermassa T, bergerak dengan kecepatan v, mempunyai energi kinetik

T = tay 2 /2. (12.1)

Dari rumus (12.1) jelas bahwa energi kinetik hanya bergantung pada massa dan kecepatan benda, yaitu energi kinetik sistem merupakan fungsi dari keadaan geraknya.

Ketika menurunkan rumus (12.1), diasumsikan bahwa gerak dianggap dalam kerangka acuan inersia, karena jika tidak maka hukum Newton tidak mungkin digunakan. Dalam kerangka acuan inersia berbeda yang bergerak relatif satu sama lain, kecepatan benda, dan karenanya energi kinetiknya, tidak akan sama. Jadi, energi kinetik bergantung pada pilihan kerangka acuan.

Energi potensial - energi mekanik suatu sistem benda, ditentukan oleh susunan timbal baliknya dan sifat gaya interaksi di antara mereka.

Misalkan interaksi benda-benda dilakukan melalui medan gaya (misalnya, medan gaya elastis, medan gaya gravitasi), yang dicirikan oleh fakta bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya-gaya yang bekerja ketika memindahkan suatu benda dari satu posisi ke posisi lain menghasilkan tidak bergantung pada lintasan terjadinya gerakan ini, dan hanya bergantung pada posisi awal dan akhir. Bidang seperti ini disebut potensi, dan kekuatan yang bekerja di dalamnya adalah konservatif. Jika usaha yang dilakukan oleh suatu gaya bergantung pada lintasan benda yang bergerak dari satu titik ke titik lain, maka gaya tersebut disebut disipatif; contohnya adalah gaya gesekan.

Suatu benda, yang berada dalam medan gaya potensial, mempunyai energi potensial II. Usaha yang dilakukan oleh gaya-gaya konservatif selama perubahan dasar (sangat kecil) pada konfigurasi sistem sama dengan pertambahan energi potensial yang diambil dengan tanda minus, karena usaha tersebut dilakukan karena penurunan energi potensial:

Pekerjaan d A dinyatakan sebagai produk titik gaya F untuk bergerak d R dan ekspresi (12.2) dapat ditulis sebagai

F D R=-dP. (12.3)

Oleh karena itu, jika fungsi P( R), maka dari rumus (12.3) dapat dicari gayanya F berdasarkan modul dan arah.

Energi potensial dapat ditentukan berdasarkan (12.3) sebagai

di mana C adalah konstanta integrasi, yaitu energi potensial ditentukan hingga konstanta tertentu. Namun, hal ini tidak tercermin dalam hukum fisika, karena hukum tersebut mencakup perbedaan energi potensial pada dua posisi benda, atau turunan P terhadap koordinat. Oleh karena itu, energi potensial suatu benda pada posisi tertentu dianggap sama dengan nol (tingkat referensi nol dipilih), dan energi benda pada posisi lain diukur relatif terhadap tingkat nol. Untuk kekuatan konservatif

atau dalam bentuk vektor

F=-gradP, (12.4) dimana

(saya, j, k- vektor satuan sumbu koordinat). Vektor yang didefinisikan oleh ekspresi (12.5) disebut gradien skalar P.

Untuk itu, selain sebutan lulusan P, juga digunakan sebutan P.  (“nabla”) berarti vektor simbolis yang disebut operatorHamilton atau oleh operator nabla:

Bentuk spesifik dari fungsi P bergantung pada sifat medan gaya. Misalnya, energi potensial suatu benda bermassa T, diangkat ke ketinggian H di atas permukaan bumi sama dengan

P = mgh,(12.7)

dimana tingginya H diukur dari tingkat nol, dimana P 0 = 0. Ekspresi (12.7) mengikuti langsung dari fakta bahwa energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gravitasi ketika sebuah benda jatuh dari ketinggian H ke permukaan bumi.

Karena titik asal dipilih secara sewenang-wenang, energi potensial dapat bernilai negatif (energi kinetik selalu positif. !} Jika energi potensial suatu benda yang terletak di permukaan bumi dianggap nol, maka energi potensial suatu benda yang terletak di dasar poros (kedalaman h"), P = - mgh".

Mari kita cari energi potensial benda yang mengalami deformasi elastis (pegas). Gaya elastis sebanding dengan deformasi:

F X kontrol = -kx,

Di mana F X kontrol - proyeksi gaya elastis pada sumbu X;k- koefisien elastisitas(untuk musim semi - kekakuan), dan tanda minus menunjukkan hal itu F X kontrol diarahkan ke arah yang berlawanan dengan deformasi X.

Menurut hukum ketiga Newton, gaya deformasi sama besarnya dengan gaya elastis dan arahnya berlawanan, yaitu.

F X =-F X kontrol =kx Pekerjaan dasar da, dilakukan dengan gaya F x pada deformasi yang sangat kecil dx, sama dengan

dA = F X dx = kxdx,

pekerjaan penuh

digunakan untuk meningkatkan energi potensial pegas. Jadi, energi potensial benda yang mengalami deformasi elastis

P =kx 2 /2.

Energi potensial suatu sistem, seperti halnya energi kinetik, merupakan fungsi dari keadaan sistem. Itu hanya bergantung pada konfigurasi sistem dan posisinya dalam kaitannya dengan benda eksternal.

Energi mekanik total sistem- energi gerak mekanik dan interaksi:

yaitu, sama dengan jumlah energi kinetik dan energi potensial.

Insinyur dan fisikawan William Rankine.

Satuan SI untuk energi adalah Joule.

Energi potensial diasumsikan nol untuk konfigurasi benda tertentu di ruang angkasa, pilihannya ditentukan oleh kemudahan perhitungan lebih lanjut. Proses memilih konfigurasi ini disebut normalisasi energi potensial.

Definisi yang benar tentang energi potensial hanya dapat diberikan dalam medan gaya, yang kerjanya hanya bergantung pada posisi awal dan akhir benda, tetapi tidak pada lintasan pergerakannya. Kekuatan seperti ini disebut konservatif.

Selain itu, energi potensial merupakan ciri interaksi beberapa benda atau suatu benda dan suatu medan.

Setiap sistem fisik cenderung ke keadaan dengan energi potensial terendah.

Energi potensial deformasi elastis mencirikan interaksi antar bagian tubuh.

Energi potensial dalam medan gravitasi bumi

Energi potensial medan gravitasi bumi di dekat permukaan kira-kira dinyatakan dengan rumus:

dimana adalah massa benda, adalah percepatan gravitasi, adalah ketinggian posisi pusat massa benda di atas tingkat nol yang dipilih secara sewenang-wenang.

Tentang pengertian fisis konsep energi potensial

  • Jika energi kinetik dapat ditentukan untuk satu benda, maka energi potensial selalu mencirikan setidaknya dua benda atau posisi suatu benda dalam medan luar.
  • Energi kinetik dicirikan oleh kecepatan; potensi - berdasarkan posisi relatif benda.
  • Arti fisis yang utama bukanlah nilai energi potensial itu sendiri, melainkan perubahannya.

Lihat juga

Tautan


Yayasan Wikimedia.

2010.

    energi potensial Lihat apa itu “Energi potensial” di kamus lain: - Energi yang dimiliki suatu benda karena posisinya dalam medan geopotensial. Misalnya, energi potensial kolom air yang awalnya terstratifikasi meningkat ketika energi angin mengaduknya dan menjadikannya lebih asin... ...

    Panduan Penerjemah Teknis ENERGI POTENSI - energi interaksi benda; merupakan bagian dari total energi mekanik fisik. sistem yang bergantung pada posisi relatif partikel-partikelnya dan posisinya dalam medan gaya eksternal (misalnya gravitasi); bagian lain dari sistem mekanis lengkap adalah... ...

    Ensiklopedia Politeknik Besar ENERGI POTENSI, suatu jenis ENERGI yang dimiliki suatu benda karena letaknya pada ketinggian tertentu pada MEDAN GRAVITASI Bumi. Energi potensial juga merupakan energi yang tersimpan dalam suatu sistem seperti pegas terkompresi, atau dalam... ...

    Kamus ensiklopedis ilmiah dan teknis Bagian dari mekanik umum energi sistem, bergantung pada posisi relatif titik-titik material yang membentuk sistem ini, dan pada posisi eksternalnya. medan gaya (misalnya, gravitasi; (lihat BIDANG FISIK). Secara numerik, P. e. sistem dalam pemberiannya ... ...

    energi potensial Ensiklopedia fisik - ▲ energi gaya, energi kinetik medan fisis, energi potensial, energi tergantung pada posisi dalam medan gaya luar. ↓ kandungan kalori. ledakan. meledak...

    Kamus Ideografik Bahasa Rusia Energi POTENSI, bagian dari energi mekanik total suatu sistem, bergantung pada posisi relatif partikel-partikelnya dan posisinya dalam medan gaya eksternal (misalnya gravitasi). Jika dijumlahkan dengan energi kinetik, maka energi potensialnya adalah... ...

    Energi potensial- ENERGI POTENSI, bagian dari energi mekanik total suatu sistem, bergantung pada posisi relatif partikel-partikelnya dan posisinya dalam medan gaya eksternal (misalnya gravitasi). Jika dijumlahkan dengan energi kinetik, maka energi potensialnya adalah... ... Kamus Ensiklopedis Bergambar

    Bagian dari energi mekanik total suatu sistem, bergantung pada posisi relatif partikel-partikelnya dan posisinya dalam medan gaya eksternal (misalnya gravitasi)... Kamus Ensiklopedis Besar

    energi potensial- bagian dari energi mekanik total sistem, bergantung pada posisi relatif partikel-partikel yang membentuk sistem ini, dan pada posisinya dalam medan gaya eksternal (misalnya gravitasi). Secara numerik, energi potensial sistem sama dengan... ... Kamus Ensiklopedis Metalurgi

    Bagian dari energi mekanik total suatu sistem, bergantung pada posisi relatif partikelnya dan posisinya dalam medan gaya eksternal (misalnya gravitasi). * * * ENERGI POTENSI ENERGI POTENSI, bagian dari energi mekanik total... ... Kamus Ensiklopedis

Buku

  • Energi potensial interaksi listrik antara muatan listrik nukleon dan asosiasi nukleon selama pendekatannya, V.I. Larin Bagian pertama buku ini membahas ketergantungan energi potensial interaksi listrik antara muatan listrik nukleon dan asosiasi nukleon pada energi potensial. pilihan untuk pendekatan mereka,...


Artikel acak

Ke atas