Физика

Предыдущая страница Физика Следующая страница

Учебник для 7 класса

§ 28.2. Механическая энергия

Механическая энергия характеризует способность тела или системы тел совершить работу вследствие изменения скорости тела или взаимного положения взаимодействующих тел. Механическая энергия равна сумме кинетической и потенциальной энергии.

Рассмотрим эти два вида механической энергии по отдельности.

Кинетическая энергия

Если притормаживать движущуюся по столу тележку рукой, то тележка будет совершать работу, потому что она будет действовать на руку с некоторой силой в направлении своего движения.

Значит, движущееся тело совершает работу при уменьшении скорости.

Физическую величину, равную работе, которую совершает движущееся тело при уменьшении его скорости до полной остановки, называют кинетической энергией этого тела.

Чем больше скорость данного тела, тем больше его кинетическая энергия. Как показывают расчеты, кинетическая энергия Ек тела массой m, движущегося со скоростью v, определяется по формуле Ек = mv2/2.

Потенциальная энергия

Доводилось ли вам видеть часы-ходики (рис. 28.1)? Механизм таких часов приводит в действие постепенно опускающаяся гиря (иногда у часов две гири — вторая приводит в действие механизм «кукушки», которая ежечасно кукует).

Часы-ходики

Рис. 28.1. Часы-ходики приводятся в действие опускающейся гарей

Падающая с плотины гидроэлектростанции вода совершает работу, вращая турбины, которые приводят в движение генераторы, вырабатывающие электрический ток. Чтобы вы могли представить себе, какую колоссальную работу может совершить падающая вода, на рис. 28.2 показан сброс «лишней» воды на Красноярской ГЭС.

Сброс воды на Красноярской ГЭС

Рис. 28.2. Сброс воды на Красноярской ГЭС

На этих примерах мы видим, что груз, поднятый над поверхностью Земли, может совершить работу. Работу совершает при этом действующая на груз сила тяжести, обусловленная взаимодействием груза и Земли.

Рассмотрим другой пример. Совершить работу может сжатая или растянутая пружина — мы знакомы с этим еще с детства благодаря заводным игрушкам. Сжатая пружина приводит в действие и пружинные часы.

Совершаемая пружиной работа обусловлена действием силы упругости. А причиной возникновения этой силы, как вы уже знаете, является взаимодействие между частицами вещества, из которого сделана пружина.

Физическую величину, характеризующую способность системы взаимодействующих тел совершить работу вследствие изменения взаимного положения тел (или частей одного тела), называют потенциальной энергией.

Таким образом, поднятый груз и деформированная пружина обладают потенциальной энергией.

Чему равна потенциальная энергия поднятого груза?

Когда груз массой т опускается с высоты h, сила тяжести совершает работу А = mgh. Значит, потенциальную энергию груза, поднятого на высоту h, можно рассчитать по формуле Еп = mgh. При выводе этой формулы мы считали, что потенциальная энергия груза, находящегося на поверхности Земли, равна нулю.


Рейтинг@Mail.ru