Задача №44-item по физике (10 класс, Мякишев Г.Я.)

ПОТЕНцИАЛьНАЯ эНЕРГИЯ Вспомните, какая связь существует между работой силы тяжести и потенци- альной энергией. Почему работа силы упругости определяется её средним значением? Согласно теореме об изменении кинетической энергии работа силы, дей- ствующей на тело, равна изменению его кинетической энергии: mv2 mv2 A = 2 – 1 = DE . (4.27) 2 2 к Если же силы взаимодействия между телами являются консервативны- ми, то, используя явные выражения для сил, мы показали (см. § 43), что работу таких сил можно также представить в виде разности двух значений некоторой величины, зависящей от взаимного расположения тел (или частей одного тела): A = mgh – mgh (для силы тяжести), 1 2 kx2 kx2 (4.28) A = 1 – 2 (для силы упругости). 2 2 Здесь высоты h и h определяют взаимное расположение тела и поверх- 1 2 ности Земли, а удлинения x и x — взаимное расположение частей тела, 1 2 например витков деформированной пружины. Из формул (4.27) и (4.28) следует, что mv2 mv2 mv2 mv2 kx2 kx2 2 – 1 = mgh – mgh и 2 – 1 = 1 – 2. 2 2 1 2 2 2 2 2 ЗАПОМНИ Величину, равную произведению массы m тела на ускорение свободно- го падения g и на высоту h тела над поверхностью земли, называют потенциальной энергией тела в поле силы тяжести и обозначают Е : п E = mgh. (4.29) п ЗАПОМНИ Величину, равную половине произведения коэффициента упругости k тела на квадрат удлинения или сжатия х, называют потенциальной энергией упру- го деформированного тела: kx2 E п = 2 . (4.30) В обоих случаях потенциальная энергия определяется расположением тел системы или частей одного тела относительно друг друга. ЗАПОМНИ Потенциальная энергия — это энергия взаимодействия тел, обуслов- ленная их взаимным расположением или взаимным расположением частей тела. Введя понятие потенциальной энергии, мы получаем возможность вы- разить работу любых консервативных сил через изменение потенциальной энергии. Под изменением величины понимают разность между её конечным и начальным значениями, поэтому DE = E – E . п п2 п1 Л 144 ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ В МЕХ