Эссе на тему кинетическая и возможная энергия.

Кинетическая энергия  энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Нередко выделяют кинетическую энергию поступательного и вращательного движения. Единица измерения в системе СИ Джоуль. Более требовательно, кинетическая энергия есть разность меж полной энергией системы и её энергией покоя; таким образом, кинетическая энергия часть полной энергии, обусловленная движением.

Рассмотрим случай, когда на тело массой m действует неизменная сила  (она может быть равнодействующей нескольких сил) и векторы силы  и перемещения  направлены вдоль одной прямой в одну сторону. В этом случае работу силы можно найти как A = Fs. Модуль силы по второму закону Ньютона равен F = ma, а модуль перемещения s при равноускоренном прямолинейном движении связан с модулями исходной 1 и окончательной 2скорости и ускорения а выражением



Отсюда для работы получаем

(1)

Физическая величина, одинаковая половине творенья массы тела на квадрат его скорости, называется кинетической энергией тела.

Кинетическая энергия обозначается буковкой Ek.

(2)

Тогда равенство (1) можно записать в таком виде:

A = Ek2  Ek1.                                                            (3)

Аксиома о кинетической энергии:

работа равнодействующей сил, приложенных к телу, равна изменению кинетической энергии тела.

Так как изменение кинетической энергии одинаково работе силы (3), кинетическая энергия тела выражается в тех же единицах, что и работа, т. е. в джоулях.

Если исходная скорость движения тела массой т одинакова нулю и тело наращивает свою скорость до значения , то работа силы одинакова окончательному значению кинетической энергии тела:

(4)

Физический смысл кинетической энергии:

кинетическая энергия тела, передвигающегося со скоростью , показывает, какую работу обязана совершить сила, действующая на покоящееся тело, чтоб сказать ему эту скорость.

Возможная энергия  минимальная работа, которую необходимо совершить, чтобы перенести тело из некоторой точки отсчёта в данную точку в поле ограниченных сил. Второе определение: возможная энергия это функция координат, являющаяся слагаемым в лагранжиане системы, и обрисовывающая взаимодействие частей системы. Третье определение: возможная энергия это энергия взаимодействия. Единицы измерения [Дж]

Потенциальная энергия принимается одинаковой нулю для некой точки места, выбор которой определяется удобством последующих вычислений. Процесс выбора данной точки именуется нормировкой возможной энергии. Понятно также, что корректное определение возможной энергии может быть дано только в поле сил, работа которых зависит только от исходного и окончательного положения тела, но не от линии движения его перемещения. Такие силы называются ограниченными.

Возможная энергия поднятого над Землей тела это энергия взаимодействия тела и Земли гравитационными мощами. Потенциальная энергия упруго деформированного тела это энергия взаимодействия отдельных долей тела меж собой силами упругости.

Возможными именуются силы, работа которых зависит только от исходного и окончательного положения передвигающейся материальной точки либо тела и не зависит от формы линии движения.

При замкнутой траектории работа возможной силы всегда равна нулю. К возможным мощам относятся силы тяготения, силы упругости, электростатические силы и некоторые иные.

Силы, работа которых зависит от формы линии движения, величаются непотенциальными. При перемещении вещественной точки либо тела по замкнутой линии движения работа непотенциальной силы не равна нулю.

Возможная энергия взаимодействия тела с Землей.

Найдем работу, совершаемую силой тяжести Fт при перемещении тела массой т вертикально вниз с вышины h1над поверхностью Земли до вышины h2(рис. 1).



Рис. 1.

Если разность h1  h2 пренебрежимо мала по сопоставленью с расстоянием до центра Земли, то силу тяжести Fт во время движения тела можно считать неизменной и равной mg.

Так как перемещение совпадает по направлению с вектором силы тяжести, работа силы тяжести одинакова

A = Fs = mg(hl  h2).                                           (5)

Осмотрим сейчас движение тела по наклонной плоскости. При перемещении тела вниз по наклонной плоскости (рис. 2) сила тяжести Fт = mg совершает работу

A = mgscos a = mgh,                                          (6)

где h  вышина наклонной плоскости, s  модуль перемещения, равный длине наклонной плоскости.



Рис. 2.

Движение тела из точки В в точку С по хоть какой траектории (рис. 3) можно на уровне мыслей представить состоящим из перемещений по участкам наклонных плоскостей с различными вышинами h', h"и т. д. Работа А силы тяжести на всем пути из В в С равна сумме работ на отдельных участках пути:

(7)

где h1 и h2  вышины от поверхности Земли, на которых размещены соответственно точки В и С.



Рис. 3.

)