Кинетическая энергия. Потенциальная энергия. Примеры решения задач

Что такое энергия?

Тема урока посвящена энергии. Итак, что это такое? Энергия – это универсальная количественная мера, характеризующая движение и взаимодействие тел. Энергия в механике может быть двух видов – потенциальная и кинетическая.

Потенциальная энергия тела над Землей

Потенциальная энергия – это энергия взаимодействия. Потенциальная энергия тела, поднятого над Землей, определяется массой тела, ускорением свободного падения и расположением тела относительно Земли:

m – [кг]

h – [м]

Энергия измеряется в джоулях (Дж). Потенциальная энергия в общем случае зависит от выбранной системы отсчета. Ведь высоту мы можем отсчитывать не только от поверхности Земли, но и от условно выбранной какой-то точки или какого-либо уровня

Задача

Полная энергия

Когда мы говорим об энергии, нужно помнить, что тело обладает несколькими видами энергий одновременно. Например, если мы рассмотрим летящий на большой высоте самолет, то можно говорить, что самолет обладает и потенциальной энергией, поскольку находится на некоторой высоте относительно Земли, и кинетической, когда он обладает еще и скоростью.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Самолет обладает кинетической и потенциальной энергией

Если сложить два вида энергии, то мы получим т.н. полную механическую энергию тела. 

 

Кинетическая энергия

Кинетическая энергия – энергия движения тела. Она определяет запас энергии тела, которое обладает скоростью.

Кинетическая энергия тоже зависит от того, в какой системе отсчета происходит движение тел.

Потенциальная энергия упруго деформированного тела

Поговорим о потенциальной энергии упруго деформированного тела. Когда мы деформируем тело, т.е. меняем его форму или объем, то этому телу мы сообщаем некоторую энергию. Пример: мы растягиваем пружину или, наоборот, сжимаем, тем самым изменяя расстояние между атомами и молекулами, и создаем запас потенциальной энергии.

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Удлинение пружины под действием грузика

 

∆х – это изменение длины пружины, изменение длины тела. ∆х = х – х₀

В этом случае мы можем говорить о том, что энергия деформированной пружины будет всегда положительной.

 

Список литературы

1. А так ли хорошо знакомо вам понятие энергия? // Квант. — 1985. — №4. — С. 35 Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физика: Учеб. для 9 кл. сред. шк. — М.: Просвещение, 1990. — С. 119-141.
2. Физика: Механика. 10 кл.: Учеб. для углубленного изучения физики / М.М. Балашов, А.И. Гомонова, А.Б. Долицкий и др.; Под ред. Г.Я. Мякишева. – М.: Дрофа, 2002. – C. 309-347.