Параграф 27 Физика 9 класс Пёрышкин | Конспект

Потенциальная и кинетическая энергия

Потенциальная энергия — это характеристика положения тела в пространстве относительно других тел. Когда тело поднимается или опускается, его потенциальная энергия изменяется, что можно выразить формулой ​. При изменении высоты тела изменяется и его энергия, что связано с работой силы тяжести. Потенциальная энергия может быть выбрана относительно любого нулевого уровня.

При деформации пружины потенциальная энергия рассчитывается как ​, где k — коэффициент жесткости пружины, а x — деформация пружины. При растяжении или сжатии пружины потенциальная энергия изменяется в зависимости от величины деформации. Работу силы упругости можно выразить через изменение потенциальной энергии пружины: A= ​​.

Нулевой уровень потенциальной энергии

При расчете потенциальной энергии важно выбрать нулевой уровень, относительно которого она будет определяться. Например, если рассматривать коробку на столе, то нулевой уровень можно взять на уровне стола или пола. Выбор нулевого уровня влияет на значение энергии, но не на работу силы тяжести. Основное значение — изменение потенциальной энергии, а не ее абсолютное значение.

Кинетическая энергия

Кинетическая энергия связана с движением тела и рассчитывается по формуле ​, где m — масса тела, а v — его скорость. При увеличении скорости кинетическая энергия возрастает. Работу силы тяжести можно выразить через изменение кинетической энергии тела, если тело движется равномерно ускоренно.

Закон сохранения энергии

Работа всех внешних сил равна изменению кинетической энергии. Это утверждение называется теоремой об изменении кинетической энергии: ​. Если работа положительная, то кинетическая энергия увеличивается; если отрицательная — уменьшается. Этот закон сохраняется для любой механической системы, независимо от траектории движения тела.