Инструкция
1
Любое движение или непосредственное взаимодействие физических тел сопровождается выделением, поглощением или передачей механической энергии. Элементы (тела) механической системы могут либо находиться в движении, либо в состоянии покоя. В первом случае говорят о кинетической энергии, во втором – о потенциальной. В сумме эти величины составляют полную механическую энергию системы:Σ E = Eкин + Епот.
2
Кинетическая энергия представляет собой работу силы, приложение которой придает ускорение точке от нулевой до конечной скорости, найти ее можно по формуле полупроизведения массы на квадрат скорости:Eкин = 1/2•m•v².
3
Если кинетическая составляющая механической энергии зависит от скорости, то потенциальная – от взаимного расположения тел в системе. Т.е. для того чтобы возникла эта энергия, в системе должно быть как минимум два элемента. Имеет смысл не то, чему равна эта величина, а как она изменяется. Тела, находящиеся в поле притяжения Земли, обладают потенциальной энергией:Eпот = m•g•h, где g – ускорение свободного падения, h – высота положения центра масс тела.
4
Сумма Σ E всегда является постоянной величиной. Этот закон соблюдается во всех механических системах независимо от ее масштабов, и заключается он в сохранении энергии.
5
Потенциальная энергия зависит не только от силы тяготения, она также сопровождает упругую деформацию физического тела, например, сжатия/растягивания пружины. При этом считается она по-другому, исходя из жесткости пружины k и ее удлинения x:Eкин = k•x²/2.
6
Электромагнитную энергию иногда разделяют на электрическую и магнитную, хотя в большинстве случаев они тесно взаимосвязаны. На самом деле под этим термином подразумевают плотность энергии электромагнитного поля, а общую энергию этого поля находят путем суммирования электрической и магнитной:Eэм = E•D/2 + H•B/2, где E и H – напряженности, а D и B – индукции электрического и магнитного полей соответственно.
7
Формула гравитационной энергии является следствием закона тяготения Ньютона, согласно которому на два тела, находящихся в поле Земли, действует гравитационная сила взаимодействия. При расчете энергии системы таких тел или элементарных частиц используются гравитационная постоянная G, расстояние между центрами масс R и, собственно, массы двух тел m1 и m2:Eграв = -G• (m1•m2)/R.