De ce este nevoie de energie mecanică? Ce este energia potențială. Forme și tipuri de energie

1.2.3 Munca forțelor în mecanică, energie. Legea conservării energiei în mecanică

Muncă forță constantă F, când corpul se mișcă translațional și rectiliniu, când corpul trece pe calea S, mărimea se numește

Munca facuta cu forta F pe calea finală s, egal cu suma lucrărilor elementare pe secțiuni infinitezimale individuale ale căii; această sumă se reduce la integrala:

Putere F, care actioneaza asupra unui punct material se numeste conservator, sau potenţial, dacă lucrează A, efectuată de această forță la deplasarea unui punct dintr-o poziție arbitrară în alta, nu depinde de traiectoria pe care s-a produs această mișcare. Prin urmare, atunci când un punct material se mișcă de-a lungul unei traiectorii închise, munca efectuată de forța conservatoare este identic egală cu zero. Astfel, forțele conservatoare pot fi definite în două moduri:

1) ca forță, al cărei lucru nu depinde de calea pe care particula se mișcă dintr-o poziție în alta;

2) ca o forță al cărei lucru de-a lungul unui drum închis este zero.

Exemple de forțe conservatoare sunt forțele de gravitație universală, forța de elasticitate și forța de interacțiune electrostatică între corpurile încărcate.

Toate forțele care nu satisfac condiția de conservatorism sunt numite neconservative . Un exemplu tipic de astfel de forțe este forțele de frecare de alunecare. Forța de frecare de alunecare este întotdeauna îndreptată în direcția opusă direcției de mișcare, deci cosα = -1. Prin urmare, munca forței de frecare de alunecare de-a lungul unei traiectorii închise este întotdeauna negativă și niciodată egală cu zero.

Pentru a caracteriza viteza muncii efectuate cu forta, se introduce conceptul de putere. Putere N putere F este o mărime fizică care este numeric egală cu munca efectuată de această forță pe unitatea de timp:

Unde v - viteza punctului de aplicare a fortei.

În mecanică, există două tipuri de energie, cinetică și potențială. Energie kinetică corpurile numesc energie E K , care este o măsură a mișcării sale mecanice și măsurată prin munca pe care o poate face un corp atunci când încetinește până la oprirea completă. Să găsim o expresie pentru energia cinetică a unui corp solid ÎN, având masă Tși înaintând cu viteză v.

Lasă corpul ÎN decelerează sub influența unei anumite forțe F(în cazul general o variabilă) și pe o porțiune scurtă a căii ds efectuează lucrări elementare d A= - F τ ds. Conform celei de-a doua legi a lui Newton - F τ = mdv/ dt Prin urmare, dA = - m (dv/ dt) ds = - m (ds/ dt) dv = - m v dv. Munca făcută de corp ÎN până când se oprește complet

Această formulă este valabilă pentru energia cinetică a unui punct material. Orice sistem mecanic poate fi considerat ca un sistem de puncte materiale. Prin urmare energia cinetică E K sistem mecanic este egal cu suma energiilor cinetice ale tuturor P punctele materiale care formează acest sistem:

Unde m i , v i- masa si viteza i al-lea punct material. Astfel, energia cinetică a sistemului este complet determinată de valorile maselor și vitezelor de mișcare. punctele materiale incluse în acesta. Nu depinde de modul în care părțile sistemului luat în considerare au dobândit aceste valori de viteză. Pe scurt, această concluzie importantă poate fi formulată astfel: energia cinetică a unui sistem este o funcție a stării mișcării sale.

Dacă un sistem de puncte sau corpuri materiale este acționat de forțe conservatoare (potențiale), atunci poate fi introdus conceptul de energie potențială a acestui sistem. De fapt, munca depusă de forțele conservatoare nu depinde de modul în care a fost realizată această mișcare. Loc de munca A 1-2 la mutarea sistemului dintr-un punct din spațiu, acesta este complet determinat de inițial și final locațiile sistemului . Acest lucru poate fi exprimat sub formă

Unde Ep - o anumită funcție a stării sistemului, în funcție doar de coordonatele tuturor punctelor materiale ale sistemului. Această funcție este numită energie potențială sisteme. Rezultă că munca efectuată de forțele conservatoare care acționează asupra unui sistem mecanic este egală cu scăderea energiei potențiale a acestui sistem. Din definiție rezultă că energia potențială a unui sistem într-o stare arbitrară este egală cu munca efectuată de forțele conservatoare la transferul sistemului dintr-o stare în alta în funcție de condițiile problemei.

De exemplu, munca gravitațională depinde numai de diferența de înălțime a punctelor de început și de sfârșit ale căii. Forța de greutate a unui corp este aplicată centrului său de greutate. Prin urmare, munca efectuată de gravitație în timpul oricărei mișcări a unui corp este egală cu produsul acestei forțe și diferența de înălțimi a pozițiilor inițiale și finale ale centrului său de greutate. Rezultă că munca gravitației de-a lungul unei traiectorii închise a centrului de greutate al corpului este egală cu zero, adică forța gravitațională este într-adevăr conservatoare. Energia potențială a unui corp ridicat la o înălțime H deasupra suprafeței Pământului este egală cu

Să găsim energia potențială a unui corp deformat elastic. Forță elastică F ynp, după cum se știe din experiență, este proporțională cu mărimea deformării X, adică F ynp , = - kX Unde k - coeficient de elasticitate care caracterizează proprietățile elastice ale corpului, iar semnul minus indică faptul că forța de elasticitate este îndreptată în direcția opusă direcției deformarii: un corp deformat elastic tinde să-și refacă forma și dimensiunea inițială.

Muncă elementară făcută cu forța F ynp cu o modificare infinitezimală a deformarii corpului cu cantitatea dx egal cu dA = (F ynp dx) = - kxdx. Lucrul acestei forțe în timpul unei modificări finite a deformării corpului, de exemplu, la transferul acestuia dintr-o stare nedeformată ( X=0) la o stare corespunzatoare deformarii X, este egal

Deplin energie mecanică sistemele numesc cantitatea E, egală cu suma energiilor cinetice și potențiale ale acestui sistem:

Energia mecanică totală a unui sistem este o funcție a stării sale, deoarece depinde numai de coordonatele, vitezele și masele tuturor părților mici (punctele materiale) ale sistemului.

Să găsim condiția pe care trebuie să o îndeplinească un sistem de corpuri pentru ca energia sa mecanică totală să nu se modifice în timp. Dacă v- viteza i- al-lea punct material cu masa T Și apoi energia sa cinetică E La i = m i v i 2 /2. Schimbarea acestei energii într-o perioadă scurtă de timp dt, asociat cu schimbarea vitezei v, pe dv i = A i dt (A i- acceleraţia punctului material considerat), este egală cu

Unde dr i = v i dt- increment vector rază r i , punct material. Conform celei de-a doua legi a lui Newton m i A i = F i + f i , Unde F iȘi f i - rezultând, respectiv, din forţele conservatoare şi neconservative care acţionează asupra i- yu punct material. De aceea

Prima sumă din partea dreaptă a acestei ecuații reprezintă munca totală dA, realizat de toate forțele conservatoare într-o perioadă de timp dt. Această muncă este egală cu pierderea pentru același timp dt energia potenţială a sistemului

Unde E= E K + E n - energia mecanică totală a sistemului.

Dacă forțele interne de interacțiune între care sunt conservatoare și toate forțele externe sunt staționare și conservatoare, un astfel de sistem de corpuri (puncte materiale) se numește sistem conservator,. Pentru un astfel de sistem dA = dE = 0 Și

adică energia mecanică totală a unui sistem conservator nu se modifică în timp. Această lege se numește legea conservării energiei mecanice. El este corect pentru sistem conservator închis, adică un sistem asupra căruia forțele externe nu acționează și toate forțele interne sunt conservatoare.

Să luăm în considerare aplicarea legii conservării energiei mecanice la calculul unui impact central direct absolut elastic a două corpuri. Absolut elastic numit un astfel de impact, în urma căruia nu are loc o conversie a energiei mecanice a sistemului de corpuri care se ciocnesc în alte tipuri de energie. Lăsați două bile absolut elastice cu mase m 1 Și m 2 înainte de impact (Figura - 1.32, A)înaintând cu viteză v 1 Și v 2 , îndreptate în aceeași direcție de-a lungul liniei centrelor lor și v 1 > v 2 . Trebuie să găsim viteza bilelor u 1 Și u 2 după impact (Figura - 1.32, b).

În timpul procesului de impact, sistemul corpurilor care se ciocnează poate fi considerat închis. Prin urmare, pentru a rezolva această problemă, putem folosi legile de conservare a energiei mecanice și a impulsului. Înainte de impact și după finalizarea acestuia, corpurile care se ciocnesc nu sunt deformate, adică energia potențială a sistemului în aceste două stări poate fi considerată aceeași și egală cu zero. Apoi din legea conservării energiei mecanice avem

O soluție comună a ultimelor două ecuații dă

adică, după o coliziune elastică, corpurile se mișcă fiecare cu propria viteză și energie cinetică E 1 Și E 2 respectiv.

Un sistem de corpuri se numește disipativ dacă energia sa mecanică scade treptat datorită conversiei în alte forme (nemecanice) de energie. Acest proces se numește proces disipare(împrăștiere) energie. Ca exemplu, luați în considerare disiparea energiei la absolut neelastic impactul central direct al a două corpuri în mișcare progresivă.

Într-o coliziune complet inelastică, disipare energie. Schimbare ∆ E energia mecanică totală a unui sistem de corpuri care se ciocnesc este egală cu modificarea energiei lor cinetice

După transformări, energia disipată este:

Dacă un corp poate efectua lucrări mecanice, atunci are energie mecanică E(J). Sau, dacă o forță externă funcționează acționând asupra corpului, energia sa se schimbă.

Există două tipuri de energie mecanică: cinetică și potențială.

Energie kinetică - energia corpurilor în mișcare:

Unde v(m/s) – modulul de viteză, m – masa corporală.

Energie potențială– energia corpurilor care interacționează.

Exemple de energie potențială în mecanică.

Corpul este ridicat deasupra solului: E = mgh

unde h este înălțimea determinată de la nivelul zero (sau din punctul cel mai de jos al traiectoriei). Forma traiectoriei nu este importantă, contează doar înălțimile inițiale și finale.

Corp deformat elastic. Deformare determinată din poziția unui corp neformat (arc, cordon etc.).

Energia potențială a corpurilor elastice: , unde k este rigiditatea arcului; x este deformarea sa.

Energia poate fi transferată de la un corp la altul și, de asemenea, transformată de la un tip la altul.

- Energie mecanică totală.

Legea conservării energiei: V închis sistemul întregului corp energia nu se schimbaîn timpul oricăror interacțiuni în cadrul acestui sistem de corpuri.

Suma energiei cinetice și potențiale a corpurilor care alcătuiesc un sistem închis și interacționează între ele prin forțe gravitaționale și elastice rămâne neschimbată.

2. Transformator. Principiul de funcționare. Dispozitiv. Coeficientul de transformare. Transmisia energiei electrice.
Conversie AC, în care tensiunea crește sau scade de mai multe ori cu practic nu pierderea de putere se realizează cu ajutorul transformatoarelor.

Transformator- un dispozitiv folosit pentru a crește sau a reduce tensiunea curentului alternativ.

Transformatoarele au fost folosite pentru prima dată în 1878. Omul de știință rus P.N Yablochkov pentru a alimenta „lumânările electrice” pe care le-a inventat, o nouă sursă de lumină la acea vreme.

Cel mai simplu transformator este format din două bobine. Înfăşurat pe un miez comun de oţel. O bobină se conectează la sursă variabil Voltaj. Această bobină se numește primarînfășurare), și din cealaltă bobină (numită secundarînfășurare) eliminați tensiunea alternativă pentru transmiterea ulterioară a acesteia.

Curentul alternativ în înfășurarea primară creează un câmp magnetic alternativ. Datorită miezului de oțel, înfășurarea secundară, înfășurată pe același miez, este pătrunsă de aproape același variabil câmp ca fiind cel primar.

Pentru că totul se întoarce sunt patrunse acelaşi flux magnetic alternant, datorită fenomenului de inducție electromagnetică în la fiecare tură generate aceeasi tensiune. Prin urmare, raportul tensiunilor 𝑈 1 și 𝑈 2 ale înfășurărilor primare și secundare este egal cu raportul dintre numărul de spire din ele:

Modificarea tensiunii de către un transformator caracterizează raportul de transformare

Raportul de transformare - o valoare egală cu raportul tensiunilor din înfășurările primare și secundare ale transformatorului:

Amplificare transformator - un transformator care crește tensiunea (Într-un transformator step-up, numărul de spire din înfășurarea secundară trebuie să fie mai mare decât numărul de spire din înfășurarea primară, de exemplu.<1.

În jos transformator - un transformator care reduce tensiunea (Într-un transformator descendente, numărul de spire din înfășurarea secundară trebuie să fie mai mic decât numărul de spire din înfășurarea primară, adică k>1.

Transmiterea energiei electrice de la centrale electrice către marile orașe sau centre industriale pe distanțe de mii de kilometri este o problemă științifică și tehnică complexă. Pentru a reduce pierderile datorate încălzirii firelor, este necesar să se reducă curentul în linia de transmisie și, în consecință, să se mărească tensiunea. De obicei, liniile de transmisie a energiei electrice sunt construite pentru tensiuni de 400-500 kV, iar liniile folosesc curent trifazat cu o frecvență de 50 Hz.

Biletul numărul 12

legea lui Pascal. legea lui Arhimede. Conditii de navigatie tel.

Formularea legii lui Pascal

Presiunea produsă pe un lichid sau gaz este transmisă în orice punct la fel in toate directiile. Această afirmație se explică prin mobilitatea particulelor de lichide și gaze în toate direcțiile.

Pe baza legii lui Pascal a hidrostaticii funcționează diverse dispozitive hidraulice: sisteme de frânare, prese etc.

Legea lui Arhimede este legea staticii lichidelor și gazelor, conform căreia un corp scufundat într-un lichid (sau gaz) este acționat de o forță de plutire (forța lui Arhimede) egală cu greutatea lichidului (sau gazului) deplasat de acest corp. .

F A = ​​​​ρgV,
Unde ρ - densitatea lichidului (gazului),
g - accelerarea gravitației,
V - volumul unui corp scufundat (sau volumul acelei părți a corpului care este scufundată într-un lichid (sau gaz)).

Forța lui Arhimede este îndreptată întotdeauna opus gravitaţiei. Este egal cu zero dacă un corp scufundat într-un lichid este dens, cu întreaga sa bază presată pe fund.
Trebuie amintit că Într-o stare de imponderabilitate, legea lui Arhimede nu funcționează.

În mecanică, există două tipuri de energie: cinetică și potențială. Energie kinetică numiți energia mecanică a oricărui corp care se mișcă liber și măsurați-o prin munca pe care corpul ar putea-o face atunci când încetinește până la o oprire completă.
Lasă corpul ÎN, deplasându-se cu viteză v, începe să interacționeze cu un alt corp CU si in acelasi timp incetineste. Prin urmare corpul ÎN afectează organismul CU cu ceva forță F iar pe tronsonul elementar al potecii ds merge

Conform celei de-a treia legi a lui Newton, corpul B este acționat simultan asupra unei forțe -F, a cărui componentă tangentă -F τ determină o modificare a valorii numerice a vitezei corpului. Conform celei de-a doua legi a lui Newton

Prin urmare,

Munca efectuată de organism până la oprirea completă este:

Deci, energia cinetică a unui corp în mișcare translațională este egală cu jumătate din produsul masei acestui corp cu pătratul vitezei sale:

(3.7)

Din formula (3.7) este clar că energia cinetică a unui corp nu poate fi negativă ( Ek ≥ 0).
Dacă sistemul constă din n corpuri în mișcare progresivă, apoi pentru a o opri este necesară frânarea fiecăruia dintre aceste corpuri. Prin urmare, energia cinetică totală a unui sistem mecanic este egală cu suma energiilor cinetice ale tuturor corpurilor incluse în acesta:

(3.8)

Din formula (3.8) reiese clar că Ek depinde doar de mărimea maselor și vitezele de mișcare a corpurilor incluse în ea. În acest caz, nu contează cât de masa corporală m i a căpătat viteză ν i. Cu alte cuvinte, energia cinetică a unui sistem este o funcție a stării sale de mișcare.
Viteze ν i depind semnificativ de alegerea sistemului de referință. La derivarea formulelor (3.7) și (3.8), s-a presupus că mișcarea este considerată într-un cadru de referință inerțial, deoarece altfel nu puteau fi folosite legile lui Newton. Cu toate acestea, în diferite sisteme de referință inerțiale care se deplasează unul față de celălalt, viteza ν i i corpul sistemului și, în consecință, al acestuia Eki iar energia cinetică a întregului sistem nu va fi aceeași. Astfel, energia cinetică a sistemului depinde de alegerea cadrului de referință, adică. este cantitatea relativ.
Energie potențială- aceasta este energia mecanică a unui sistem de corpuri, determinată de poziția lor relativă și de natura forțelor de interacțiune dintre ele.
Din punct de vedere numeric, energia potențială a unui sistem în poziția sa dată este egală cu munca care va fi efectuată de forțele care acționează asupra sistemului la mutarea sistemului din această poziție în cea în care se presupune convențional că energia potențială este zero ( E n= 0). Conceptul de „energie potențială” se aplică numai sistemelor conservatoare, adică. sisteme în care munca forțelor care acționează depinde numai de pozițiile inițiale și finale ale sistemului. Deci, pentru o cântărire a sarcinii P, ridicat la o înălțime h, energia potențială va fi egală En = Ph (E n= 0 la h= 0); pentru o sarcină atașată la un arc, E n = kΔl 2 / 2, Unde Δl- alungirea (compresia) arcului, k– coeficientul său de rigiditate ( E n= 0 la l= 0); pentru două particule cu mase m 1Și m 2, atras de legea gravitației universale, , Unde γ - constantă gravitațională, r- distanta dintre particule ( E n= 0 la r → ∞).
Să luăm în considerare energia potențială a sistemului Pământului - un corp de masă m, ridicat la o înălțime h deasupra suprafeței Pământului. Scăderea energiei potențiale a unui astfel de sistem este măsurată prin munca forțelor gravitaționale efectuată în timpul căderii libere a unui corp pe Pământ. Dacă un corp cade vertical, atunci

Unde E nr– energia potenţială a sistemului la h= 0 (semnul „-” indică faptul că munca este efectuată din cauza pierderii de energie potențială).
Dacă același corp cade pe un plan înclinat de lungime lși cu un unghi de înclinare α față de verticală ( lcosα = h), atunci munca efectuată de forțele gravitaționale este egală cu valoarea anterioară:

Dacă, în cele din urmă, corpul se mișcă de-a lungul unei traiectorii curbilinii arbitrare, atunci ne putem imagina această curbă constând din n mici secțiuni drepte Δl i. Munca efectuată de forța gravitațională pe fiecare dintre aceste secțiuni este egală cu

De-a lungul întregului traseu curbiliniu, munca efectuată de forțele gravitaționale este în mod evident egală cu:

Deci, munca forțelor gravitaționale depinde numai de diferența de înălțime a punctelor de început și de sfârșit ale căii.
Astfel, un corp într-un câmp potențial (conservator) de forțe are energie potențială. Cu o modificare infinitezimală a configurației sistemului, munca forțelor conservatoare este egală cu creșterea energiei potențiale luate cu semnul minus, deoarece munca se realizează datorită scăderii energiei potențiale:

La rândul său, munca dA exprimată ca produs scalar al forței F a muta dr, deci ultima expresie poate fi scrisă astfel:

(3.9)

Prin urmare, dacă funcția este cunoscută E n (r), apoi din expresia (3.9) putem afla forța F după modul și direcție.
Pentru forțele conservatoare

Sau sub formă de vector

Unde

(3.10)

Se numește vectorul definit prin expresia (3.10). gradient al funcției scalare P; i, j, k- vectori unitari ai axelor de coordonate (orturi).
Tip specific de funcție P(în cazul nostru E n) depinde de natura câmpului de forță (gravitațional, electrostatic etc.), așa cum sa arătat mai sus.
Energia mecanică totală W sistemul este egal cu suma energiilor sale cinetice și potențiale:

Din definiția energiei potențiale a unui sistem și din exemplele luate în considerare, reiese clar că această energie, ca și energia cinetică, este o funcție a stării sistemului: depinde doar de configurația sistemului și de poziția acestuia în raport. către corpurile externe. În consecință, energia mecanică totală a sistemului este, de asemenea, o funcție a stării sistemului, adică. depinde doar de poziția și vitezele tuturor corpurilor din sistem.

1) Energia cinetică.

Dacă corpul are o masă m se mișcă cu viteza v, atunci are energie,

Munca este egală cu modificarea energiei cinetice a corpului: .

2) Energie potențială.

Orice corp de masă m, sub influența gravitației are energie: ,

unde h este înălțimea deasupra nivelului zero condiționat, g este accelerația căderii libere.

Un corp deformat elastic are și energie potențială. Dacă rigiditatea arcului k deformat de cantitate X, atunci are energia: ,

Energia potențială este energia interacțiunii dintre corpuri (sau părțile sale).

Rețineți că nu orice interacțiune a corpurilor este caracterizată de energie potențială. Există forțe speciale, a căror activitate nu depinde de forma traiectoriei, ci este determinată numai de pozițiile inițiale și finale ale corpurilor (Fig.). Astfel de forțe sunt numite conservator. De exemplu, forțele conservative includ gravitația și elasticitatea, iar forțele neconservative includ frecarea.

Munca este egală cu modificarea energiei potențiale cu semnul minus:

Unitatea de măsură a energiei este 1 Joule.

Legea conservării energiei.

Să considerăm un sistem mecanic conservator, i.e. un sistem în care operează numai forțe conservatoare.

Legea conservării este formulată pentru energia totală.

Plin de energie un sistem mecanic este suma energiilor cinetice și potențiale ale corpurilor incluse în acest sistem:

Asa de, într-un sistem mecanic conservator închis energia totală este conservată.

Sau, în sistemele conservatoare, în absenţa influenţei externe, energia totală rămâne constantă.

Adesea, energia potențială este o funcție de coordonate. Să desenăm grafice ale energiei totale și ale energiei potențiale pe un plan de coordonate. Graficul energiei potențiale poate crește sau descrește, dar graficul energiei totale este orizontal, deoarece energia totală este constantă (în sistemele conservative).

ABC este o gaură potențială.

CDR este o barieră potențială.

Lovitură centrală a mingii.

Legile de conservare sunt folosite pentru a analiza și rezolva multe probleme fizice, dintre care una este impactul corpurilor.

Lovit- o coliziune a două sau mai multe corpuri în care interacțiunea durează foarte puțin.

În timpul unui impact, are loc o redistribuire a energiei și a impulsului între corpuri. În acest caz, o parte din energia mecanică a sistemului se poate transforma în energie nemecanică.

Să luăm în considerare tipurile limitative de impact.

1. Impactul inelastic este un impact în urma căruia corpurile se mișcă ca un întreg, în timp ce o parte din energia mecanică este cheltuită pentru deformare și se transformă în forme nemecanice (termice). În timpul unui impact inelastic, numai legea conservării impulsului.
2. Impactul absolut elastic este un impact în care energia mecanică nu se transformă în alte tipuri de energie, nemecanice. După impact, corpurile își refac complet forma și dimensiunea. Energia totală a sistemului este conservată. Cu un impact absolut elastic, sunt îndeplinite și legile conservării impulsului și energiei.

Luați în considerare impactul central al două bile.

Lovitura se numește central, dacă înainte de impact bilele se deplasează de-a lungul unei linii care trece prin centrele lor de masă.

Să fie cunoscute masele m 1, m 2și viteza bilelor înainte de impact: v1, v2

Desemnând „acțiune”. Puteți numi o persoană energică care se mișcă, creează o anumită muncă, poate crea, acționa. Mașinile create de oameni, viețuitoare și natură au și ele energie. Dar asta se întâmplă în viața obișnuită. În plus, există una strictă care a definit și desemnat multe tipuri de energie - electrică, magnetică, atomică etc. Totuși, acum vom vorbi despre energia potențială, care nu poate fi considerată izolat de energia cinetică.

Energie kinetică

Această energie, conform conceptelor de mecanică, este deținută de toate corpurile care interacționează între ele. Și în acest caz vorbim despre mișcarea corpurilor.

Energie potențială

Acest tip de energie este creat atunci când există o interacțiune între corpuri sau părți ale unui corp, dar nu există nicio mișcare ca atare. Aceasta este principala diferență față de energia cinetică. De exemplu, dacă ridici o piatră deasupra solului și o ții în această poziție, aceasta va avea energie potențială, care se poate transforma în energie cinetică dacă piatra este eliberată.

Energia este de obicei asociată cu munca. Adică, în acest exemplu, piatra eliberată poate produce ceva lucru pe măsură ce cade. Și cantitatea posibilă de muncă va fi egală cu energia potențială a corpului la o anumită înălțime h. Pentru a calcula această energie, se utilizează următoarea formulă:

A=Fs=Ft*h=mgh, sau Ep=mgh, unde:
Ep - energia potențială a corpului,
m - greutatea corporală,
h este înălțimea corpului deasupra solului,
g este accelerația căderii libere.

Două tipuri de energie potențială

Energia potențială are două tipuri:

1. Energia în poziția relativă a corpurilor. O piatră suspendată are o astfel de energie. Interesant este că lemnul obișnuit sau cărbunele are și energie potențială. Conțin carbon neoxidat care se poate oxida. Pentru a spune simplu, lemnul ars poate încălzi apa.

2. Energia de deformare elastică. Exemplele aici includ o bandă elastică, un arc comprimat sau un sistem „os-mușchi-ligament”.

Energia potențială și cea cinetică sunt interdependente. Se pot transforma unul în celălalt. De exemplu, dacă arunci o piatră în sus, aceasta are inițial energie cinetică pe măsură ce se mișcă. Când ajunge la un anumit punct, va îngheța pentru un moment și va câștiga energie potențială, iar apoi gravitația o va trage în jos și energia cinetică va apărea din nou.