Кинетическая энергия это энергия, которой тело (или система тел) обладает благодаря их движению Т.

Если все тела системы покоятся, то ее Т = 0. Естественно, что кинетическая энергия системы зависит от скорости ее тел, которые в свою очередь, зависят от выбора системы отсчета Кинетическая энергия понятие относительное. Прежде чем говорить о Т (Е_к) необходимо предварительно выбрать систему отсчета.

Сила, действуя на покоящееся тело и вызывая его движение, совершает работу. А энергия движущегося тела возрастает на величину затраченной работы затраченная работа dA идет на увеличение кинетической энергии dT: dA = dT …(4.7)

Тело массой m движется со скоростью V, обладает кинетической энергией

Кинетическая энергия всей системы состоящей из n тел (мат. точек) = сумме кинетических энергий ее составляющих …(4.8)

Изменение кинетической энергии тела равно работе всех сил действующих на это тело.

Положительная работа приводит к увеличению кин. энергии, отрицательная – к ее уменьшению работа силы, вызывающей ускоренное движение тела (возрастание скорости), приводит к увеличению его кинетической энергии. Причем dT= d A

3.2 Потенциальная энергия П – это механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимо-действия между ними.

Потенциальной энергий обладает тело, поднятое над землей, сжатая или растянутая пружина, заряженное тело, находящееся в электрическом поле.

Нет физического смысла в понятии «потенциальная энергия одного тела». Говоря об энергии поднятого над землей тела, имеют в виду энергию системы тело – земля и т.д. Если речь идет о сжатой или растянутой пружине – о потенциальной энергии частей пружины относительно друг друга и т.д.

Но в различных процессах представляет интерес не сама потенциальная энергия, а ее изменение, которое не зависит от начального уровня энергии. При изменении конфигурации системы изменяется ее Пи совершается работаА.Определенному изменению конфигурации системысоответствует совершенно определенное изменение ее потенциальной энергии DPи оно не зависит от промежуточных конфигураций, через которые проходит система Þ не зависит от промежуточных состояний потенциальная энергия системы.

Силы, работа которых не зависит от формы траектории, а зависит только от начального и конечного положения тел, называются консервативными силами(силы упругости, тяготения).

Силы, работа которых зависит от длины и формы траектории называются диссипативными силами (сила трения).

Изменение потенциальной энергии системы связано с работой только консервативных сил этой системы dA = - dP…(4.9)

Например, изменение Псистемы тело – земля равно работе сил тяжести, взятой с обратным знаком: DP = P₂ - P₁ = F_T(h₂ - h₁) = mq(h₂ - h₁). Приняв за ноль Псистемы при h = 0 и обозначив P₂ = P и h₂ = h, получим P = mqh…(4.10).

Аналогично, потенциальная энергия деформированной пружины …(4.11)

Если перемещение происходит по замкнутой траектории, то А консервативных сил = 0.

4. В природе существует несколько законов сохранения; некоторые из них следует считать точными, другие – приближенными. Обычно законы сохранения являются следствием свойств симметрии во Вселенной. Существуют законы сохранения энергии, импульса, момента импульса, заряда, числа барионов (протонов, нейтронов и тяжелых элементарных частиц) и т. д.

Закон сохранения энергии – результат обобщения многих экспериментальных данных. Идея этого закона принадлежит М.В. Ломоносову, а количественная формулировка дана немецкими учеными Ю. Майером и Г.Гельмгольцем.

Рассмотрим систему тел, в которой действуют только консервативные силы.

Физическая величина Е, равная сумме кинетической и потенциальной энергии, называется механической энергией системы: E = T + P…(4.12).

Если рассматриваемая нами система является замкнутой, что означает, что в ней действуют только внутренние силы, то работа этих сил может быть выражена как изменение кинетической энергии и она же равна изменению потенциальной энергии.

Т.е: А = DТ = Т₂ - Т₁ (4.7) и А = А = DП = П₁ – П₂ (4.9). (Самый простой пример – падающее с высота тело, П энергия уменьшается, а Т – увеличивается)

Приравняв правые части, имеем

Т₂ - Т₁ = П₁ – П₂ или Т₂ + П₂= П₁ + Т₁ Þ сумма кинетической и потенциальной энергии сохраняется: Е = Т+П = const… (4.13)