Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия.
В механике различают два вида энергии – кинетическую и потенциальную.
Кинетическая энергия – функция состояния, определяемая массами движущихся тел и их скоростями. Для одной материальной точки: 
, для системы материальных точек 
.
Потенциальной называют энергию, обусловленную взаимным расположением тел и силами, действующими между телами.
Полная механическая энергия системы равна сумме кинетической и потенциальной энергии:
(26)
Чтобы ввести понятие потенциальной энергии, рассмотрим сначала, как зависит работа от формы траектории.
| Пусть в некотором поле сил точка перемещается из положения А в положение Всначала по пути А1В, затем по пути А2В. |
Поля сил, в которых работа не зависит от формы траектории, а определяется начальным и конечным состоянием тела, называются потенциальными, а силы – консервативными.
Консервативными являются силы тяготения ( 
), упругости ( 
), электростатические силы и т.д.
Поля сил, в которых работа зависит от формы траектории, называются непотенциальными, а силы – неконсервативными.
В случае консервативных сил вводится понятие консервативной энергии.
| Пусть частица массы m перемещается из точки А в точку В однородного поля сил тяжести (поле называется однородным, если в
каждой точке его  ). При этом перемещении силой тяжести совершается работа:
 (27)
|
Работа характеризует переход тела из одного состояния в другое и в данном случае определяется только начальным h1 и конечным h2положением тела. Естественно считать, что 
- энергия частицы в начальном положении, 
- в конечном состоянии. Эту энергию называют потенциальной энергией частицы, поднятой над Землей:
(28)
С учетом (28) перепишем (27) в следующем виде:
(29)
Из этого следует, что работа в потенциальном поле совершается за счет убыли потенциальной энергии частицы. Этот вывод справедлив для любого потенциального поля.
Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 2609;