Ένα από τα χαρακτηριστικά ενός συστήματος είναι το δικό τουκινητική και δυνητική ενέργεια. Εάν οποιαδήποτε δύναμη F έχει επίδραση στο σώμα σε κατάσταση ηρεμίας με τέτοιο τρόπο ώστε να τεθεί σε κίνηση, τότε δουλεύει dA. Σε αυτή την περίπτωση, η τιμή της κινητικής ενέργειας dT γίνεται υψηλότερη, τόσο περισσότερη δουλειά γίνεται. Με άλλα λόγια, μπορείτε να γράψετε μια ισότητα:
dA = dT
Δεδομένης της διαδρομής dR, που διασχίζεται από το σώμα και της αναπτυγμένης ταχύτητας dV, χρησιμοποιούμε τον δεύτερο νόμο του Newton για δύναμη:
F = (dV / dt) * m
Σημαντικό σημείο:Αυτός ο νόμος μπορεί να χρησιμοποιηθεί αν ληφθεί ένα σύστημα αδρανειακής αναφοράς. Η επιλογή του συστήματος επηρεάζει την αξία της ενέργειας. Στο διεθνές σύστημα SI, η ενέργεια μετριέται σε joules (j).
Συνεπώς, η κινητική ενέργεια ενός σωματιδίου ή σώματος, που χαρακτηρίζεται από την ταχύτητα κίνησης V και μάζα m, θα είναι:
T = ((V * V) * m) / 2
Μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η κινητική ενέργεια καθορίζεται από την ταχύτητα και τη μάζα, που στην πραγματικότητα αντιπροσωπεύει μια συνάρτηση της κίνησης.
Η κινητική και η δυναμική ενέργεια επιτρέπουνπεριγράψτε την κατάσταση του σώματος. Εάν το πρώτο, όπως ήδη αναφέρθηκε, συνδέεται άμεσα με την κίνηση, τότε το δεύτερο ισχύει για το σύστημα αλληλεπιδρώντων σωμάτων. Η κινητική και η δυνητική ενέργεια θεωρούνται συνήθως για παραδείγματα όπου οι δυνάμεις σύνδεσης είναι ανεξάρτητες από την τροχιά της κίνησης. Σε αυτή την περίπτωση, μόνο οι αρχικές και οι τελικές θέσεις είναι σημαντικές. Το πιο διάσημο παράδειγμα είναι η βαρυτική αλληλεπίδραση. Αλλά αν η τροχιά είναι σημαντική, τότε η δύναμη είναι disipative (τριβή).
Με απλά λόγια, δυνητική ενέργειαείναι μια ευκαιρία να δουλέψουμε. Κατά συνέπεια, αυτή η ενέργεια μπορεί να θεωρηθεί με τη μορφή εργασίας που πρέπει να γίνει για να μετακινήσετε το σώμα από το ένα σημείο στο άλλο. Αυτό είναι:
dA = A * dR
Εάν η δυνητική ενέργεια ορίζεται ως dP, τότε έχουμε:
dA = - dP
Μια αρνητική τιμή υποδεικνύει ότι η εργασία γίνεται λόγω της μείωσης της dP. Για την γνωστή λειτουργία dP, είναι δυνατόν να προσδιοριστεί όχι μόνο το μέτρο της δύναμης F, αλλά και ο διάνυσμα της κατεύθυνσης της.
Η αλλαγή της κινητικής ενέργειας συνδέεται πάντοτε μεδυναμικό. Είναι εύκολο να καταλάβετε αν θυμάστε το νόμο της διατήρησης της ενέργειας του συστήματος. Η συνολική τιμή του T + dP κατά τη μετακίνηση του σώματος παραμένει πάντα η ίδια. Έτσι, μια μεταβολή στο Τ συμβαίνει πάντα παράλληλα με μια αλλαγή στο dP, φαίνεται να ρέει η μία στην άλλη, μετασχηματίζοντας.
Από την κινητική και τη δυνητική ενέργειααλληλένδετα, το άθροισμά τους αντιπροσωπεύει τη συνολική ενέργεια του υπό εξέταση συστήματος. Σε σχέση με τα μόρια, είναι μια εσωτερική ενέργεια και είναι πάντα παρούσα εφ 'όσον υπάρχει τουλάχιστον θερμική κίνηση και αλληλεπίδραση.
Όταν εκτελείτε υπολογισμούς, επιλέγεται το σύστημα.σημείο αναφοράς και οποιαδήποτε αυθαίρετη στιγμή για την αρχική. Ο ακριβής προσδιορισμός της αξίας της δυνητικής ενέργειας είναι δυνατός μόνο στη ζώνη δράσης τέτοιων δυνάμεων, οι οποίες, όταν εκτελούν εργασία, δεν εξαρτώνται από την τροχιά κίνησης οποιουδήποτε σωματιδίου ή σώματος. Στη φυσική, τέτοιες δυνάμεις ονομάζονται συντηρητικές. Συνδέονται πάντοτε με το νόμο της διατήρησης της συνολικής ενέργειας.
Ένα ενδιαφέρον σημείο:σε μια κατάσταση όπου οι εξωτερικές επιδράσεις είναι ελάχιστες ή ισοπεδωμένες, κάθε υπό μελέτη σύστημα τείνει πάντα στην δική του κατάσταση, όταν η δυνητική του ενέργεια τείνει στο μηδέν. Για παράδειγμα, μια ρίψη μπάλας φθάνει στο όριο της δυνητικής ενέργειας στο ανώτερο σημείο της τροχιάς, αλλά ταυτόχρονα αρχίζει να κινείται προς τα κάτω, μετατρέποντας τη συσσωρευμένη ενέργεια σε κίνηση, σε εργασία. Αξίζει να σημειωθεί για άλλη μια φορά ότι για δυνητική ενέργεια υπάρχει πάντα μια αλληλεπίδραση τουλάχιστον δύο σωμάτων: για παράδειγμα, στο παράδειγμα με την μπάλα, επηρεάζεται από τη βαρύτητα του πλανήτη. Η κινητική ενέργεια μπορεί να υπολογιστεί ξεχωριστά για κάθε κινούμενο σώμα.
