Kinetička i potencijalna energija

Jedna od karakteristika bilo kojeg sustava je njezina kinetička i potencijalna energija. Ako bilo koja sila F djeluje na tijelo mirovanja na takav način da potonji nastavi, tada se odvija rad dA. U ovom slučaju vrijednost kinetičke energije dT postaje veća što je više posla učinjeno. Drugim riječima, možemo napisati jednakost:

dA = dT

Uzevši u obzir put dR koji prolazi kroz tijelo i razvijenu brzinu dV, koristimo drugi Newtonov zakon za snagu:

F = (dV / dt) * m

Važna točka: ovaj zakon se može koristiti ako se uzme inercijalni okvir referencije. Izbor sustava utječe na vrijednost energije. U međunarodnoj SI sustav energija se mjeri u joulama (J).

Slijedi to kinetička energija čestica ili tijelo, koje karakterizira brzina pomaka V i mase m, bit će:

T = ((V * V) * m) / 2

Može se zaključiti da je kinetička energija određena brzinom i masom, što zapravo predstavlja funkciju gibanja.

Kinetička i potencijalna energija omogućuju nam opisivanje stanja tijela. Ako je prvi, kao što je već spomenuto, izravno povezan s pokretom, drugi se primjenjuje na sustav međusobno povezanih tijela. Kinetička i potencijalne energije obično se smatraju primjerima gdje je sila koja veže tijela neovisna o putanje gibanja. U ovom slučaju samo su početna i konačna pozicija važna. Najpoznatiji primjer je gravitacijska interakcija. Ali ako je i putanja važna, onda je sila disipativna (trenje).

Jednostavno rečeno, potencijalna energija je prilika za obavljanje posla. Prema tome, ta se energija može smatrati u obliku rada, što se mora učiniti kako bi tijelo pomaklo s jedne točke u drugu. To je:

dA = A * dR

Ako je potencijalna energija označena kao dP, dobivamo:

dA = -dP

Negativna vrijednost ukazuje na to da se rad obavlja smanjenjem dP. Za poznatu funkciju dP, moguće je odrediti ne samo modul sile F, već i vektor njenog smjera.

Promjena kinetičke energije uvijek je povezana s potencijalnom energijom. Lako je razumjeti, ako se prisjetite zakon o očuvanju energije sustav. Ukupna vrijednost T + dP pri pomicanju tijela uvijek ostaje nepromijenjena. Dakle, promjena u T uvijek se događa paralelno s promjenom u dP, čini se da teče jedna u drugu, transformirajući se.

Budući da su kinetičke i potencijalne energije međusobno povezane, njihov zbroj predstavlja ukupnu energiju sustava koji se razmatra. S obzirom na molekule, to je unutarnja energija i uvijek postoji, sve dok postoji barem toplinski pokret i interakcija.

Prilikom izvođenja proračuna odabire se referentni okvir i svaki proizvoljan trenutak koji se uzima kao početni. Precizno odrediti vrijednost potencijalne energije može biti samo u području djelovanja takvih sila koje, kada se radi, ne ovise o putanju pomaka bilo koje čestice ili tijela. U fizici se takve sile nazivaju konzervativno. Uvijek su povezani sa zakonom očuvanja ukupne energije.

Zanimljiva točka: u situaciji u kojoj vanjski učinci su minimalni ili offset, ili je sustav pod studija je uvijek bori za ovakvo stanje njegove, kada je potencijalna energija teži nuli. Na primjer, bačena lopta dostigne granicu svoje potencijalne energije u gornjem točki putanje, ali u istom trenutku počne kretati prema dolje, pretvarajući akumuliranu energiju u pokret za obavljeni rad. Ponovno treba naglasiti da je potencijalna energija je uvijek interakcija najmanje dva tijela: na primjer, u primjeru s loptom na to utječe na gravitaciju planeta. Kinetička energija može se izračunati zasebno za svaki od pokretnog tijela.