Потенциальная энергия

Кинети́ческая эне́ргия — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек в выбранной системе отсчёта. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного и вращательного движения^[1].

Более строго, кинетическая энергия есть разность между полной энергией системы и её энергией покоя; таким образом, кинетическая энергия — часть полной энергии, обусловленная движением^[2].

Простым языком, кинетическая энергия - это энергия, которую тело имеет только при движении. Когда тело не движется, кинетическая энергия равна нулю.

Рассмотрим систему, состоящую из одной частицы, и запишем второй закон Ньютона:

— есть равнодействующая всех сил, действующих на тело. Скалярно умножим уравнение на перемещение частицы . Учитывая, что , получим:

Если система замкнута, то есть внешние по отношению к системе силы отсутствуют, или равнодействующая всех сил равна нулю, то , а величина остаётся постоянной. Эта величина называется кинетической энергией частицы.

Если система изолирована, то кинетическая энергия является интегралом движения.

Для абсолютно твёрдого тела полную кинетическую энергию можно записать в виде суммы кинетической энергии поступательного и вращательного движения:

где — масса тела, — скорость центра масс тела, — момент инерции тела, — угловая скорость тела.

- кинетическая энергия, где - момент инерции тела относительно оси вращения, - угловая скорость вращения.

- для случая плоского движения, где -скорость центра масс тела, - момент инерции относительно оси, проходящей через центр масс.

Потенциальная энергия — скалярная физическая величина, представляющая собой часть полной механической энергии системы, находящейся в поле консервативных сил. Зависит от положения материальных точек, составляющих систему, и характеризует работу, совершаемую полем при их перемещении.

· В то время, как кинетическая энергия всегда характеризует тело относительно выбранной системы отсчёта, потенциальная энергия всегда характеризует тело относительно источника силы.

· Кинетическая энергия характеризуется скоростью относительно системы отсчёта; потенциальная — расположением тел в поле.

· Основной физический смысл имеет не само значение потенциальной энергии, а её изменение.

19. Закон сохранения полной механической энергии.