Една от характеристиките на всяка система е нейнатакинетична и потенциална енергия. Ако всяка сила F оказва въздействие върху покойното тяло по такъв начин, че последният да влезе в движение, тогава се извършва работата dA. В този случай стойността на кинетичната енергия dT става по-висока, толкова повече се работи. С други думи, можем да напишем равенството:
dA = dT
Предвид пътя dR, преминаващ през тялото, и развитата скорост dV, ние използваме втория закон на Нютон за силата:
F = (dV / dt) * m
Важен момент:Този закон може да се използва, ако се използва инерционна рамка. Изборът на системата влияе върху стойността на енергията. В международната SI система енергията се измерва в джаули (J).
От това следва, че кинетичната енергия на частица или тяло, характеризираща се със скорост на преместване V и маса m, е:
T = ((V * V) * m) / 2
Може да се заключи, че кинетичната енергия се определя от скоростта и масата, всъщност представлява функция на движението.
Кинетичната и потенциалната енергия позволяватописват състоянието на тялото. Ако първата, както вече беше споменато, е пряко свързана с движението, втората се прилага към системата от взаимодействащи тела. Кинетичната и потенциалната енергия обикновено се разглеждат като примери, когато силата, свързваща телата, не зависи от траекторията на движението. В този случай са важни само началните и крайните позиции. Най-известният пример е гравитационното взаимодействие. Но ако траекторията е важна, тогава силата е разсейваща (триене).
С прости думи, потенциалната енергияе възможност да вършите работата. Съответно тази енергия може да се разглежда под формата на работа, която трябва да се направи, за да се премести тялото от една точка в друга. Това е:
dA = A * dR
Ако потенциалната енергия е означена като dP, тогава получаваме:
dA = -dP
Отрицателната стойност показва, че работата се извършва чрез намаляване на dP. За известната функция dP е възможно да се определи не само модула на силата F, но и вектора на нейната посока.
Промяната в кинетичната енергия винаги е свързана спотенциал. Това е лесно разбираемо, ако си припомним закона за опазване на енергията на системата. Общата стойност на T + dP при преместване на тялото винаги остава непроменена. Така, промяната в Т винаги се получава успоредно с промяната в dP, те като че ли се вливат един в друг, трансформирайки се.
От кинетичната и потенциалната енергияса взаимосвързани, тяхната сума е общата енергия на разглежданата система. По отношение на молекулите тя е вътрешна енергия и винаги присъства, стига да има поне топлинно движение и взаимодействие.
При извършване на изчисления системата е избранаи всеки произволен момент, взет като първоначален. Точното определяне на стойността на потенциалната енергия може да бъде само в зоната на действие на такива сили, която при извършване на работата не зависи от траекторията на изместване на която и да е частица или тяло. Във физиката такива сили се наричат консервативни. Те винаги са взаимосвързани със закона за опазване на общата енергия.
Интересен момент:в ситуация, в която външните влияния са минимални или изравнени, всяка изследвана система винаги има такова състояние, когато нейната потенциална енергия има тенденция към нула. Например, хвърлена топка достига своя потенциален енергиен лимит в горната част на траекторията, но в същия миг започва да се движи надолу, превръщайки натрупаната енергия в движение, в извършената работа. Още веднъж трябва да се отбележи, че за потенциалната енергия винаги има взаимодействие на най-малко две тела: по този начин в примера на топката влиянието й се влияе от тежестта на планетата. Кинетичната енергия може да се изчисли поотделно за всяко движещо се тяло.
