Енергія, кінетична і потенціальна енергія.
Дослід показує, що перетворення одних форм руху в інші відбувається в строго визначених кількісних співвідношеннях. Фізична величина, що є мірою різних форм руху і взаємодій матеріальних об’єктів називається енергією. Енергія – це загальна, спільна міра різних видів руху матерії, вона не віддільна від матерії і її руху. Енергія – фундаментальне фізичне поняття, яке відноситься до всіх видів руху матерії, що вивчаються в фізиці. Воно настільки загальне і всеохоплююче, що не піддається короткому означенню. Це одна з фізичних величин, що характеризує стан тіла(тіл) в даний момент часу. Енергія є функцією стану. Робота є функцією процесу(теплота є функцією процесу). Функція стану – це така фізична величина, зміна якої при переході тіла з одного стану в інший не залежить від шляху переходу, а цілком визначається параметрами початкового і кінцевого стану. Параметри стану – фізичні величини, що відрізняють один стан системи від іншого. Механічна енергія – скалярна величина, що характеризує в фізиці здатність механічного руху до перетворення в інші види руху і залежить від параметрів механічного стану тіла. Частина енергії механічної системи, що залежить від швидкості руху тіла називається кінетичною енергією тіла.
Кінетична енергія залежить від вибору системи відліку, тобто є величина відносна. Частина енергії механічної системи, що залежить від її конфігурації, тобто від можливого розміщення окремих частин системи та їх положення у зовнішньому силовому полі називається потенціальною. Поняття потенціальної енергії можна ввести тільки для систем взаємодіючих тіл або частинок. Поняття потенціальної енергії можна вивести не для всіх сил взаємодії, а лише для сил робота яких вздовж замкнутого шляху дорівнює нулю, такі сили називаються консервативними: 1. Сила тяжіння(гравітаційні сили). 2. Пружні сили. 3. Сили взаємодії молекул речовин. 4. Сили кулонівської взаємодії. Неконсервативні сили: 1. Сили тертя(опору). 2. Сили тиску газу. 3. Сили вихрового електричного поля. Покажемо, що сили тертя неконсервативні.
AB:
Отже, наявність потенціальної енергії визначають не будь-які, а тільки консервативні(потенціальні сили). Так як природа консервативних сил може бути різною, і ці сили по різному залежать від координат, то не існує єдиної універсальної формули для потенціальної енергії. Конкретних виразів для неї стільки, скільки існує конкретних консервативних сил. Як кінетична, так і потенціальна енергія характеризують не окреме тіло, а систему, що складаються принаймні з двох тіл, бо немає сенсу вести мову про рух і взаємодію даного тіла, якщо не вказано інше тіло, відносно якого дане тіло рухається чи з яким воно взаємодіє. Наприклад, коли енергія піднятого над землею тіла , то мається на увазі потенціальна енергія системи „тіло-земля”. І кінетична, і потенціальна енергія – величини відносні. Їх значення залежать від виробу системи відліку. Таким чином робота і енергія – різні фізичні величини, хоча вони мають однакові одиниці вимірювання. Зробимо одне термінологічне зауваження: Кажуть „механічна енергія”, „внутрішня енергія”, „електромагнітна енергія”, „атомна енергія” і т.п. Це треба розуміти, як величину енергії, що відповідає механічній формі руху даного тіла, величину енергії, що відповідає тепловій формі руху і т.п. Але немає різних видів енергії. Є різні форми руху матерії. Енергія є єдиною мірою руху матерії.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|