Потенциалната енергия на деформираната пролетта
Ако пролетта напрежение прикрепен към тялото, тогава пружината ще действа върху него с определена сила под действието на която тялото започва да се движи. Вследствие на това ще бъде направено на работата
Силата, с която пролетта действа на тялото не е постоянен, така че операцията за изчисляване на графичен метод за използване. Ние изграждане на графика на еластичната сила F = KX от координатите, която е права линия
За да се приписват на пружината потенциалната енергия, равна на максималната работа (1), че е необходимо да се покаже, че тази работа не зависи от траекторията на движение на тялото. За да докаже това твърдение, е достатъчно да се разгледа работата на един малък сегмент от пътуване # 916; г, когато се движат по протежение на произволен пътека
По този начин, еластичните сили се подчиняват на закона на Хук, са потенциални и потенциалната енергия на пролетта се определя от деформирано
Нулевата нивото на потенциалната енергия изчислява чрез формула (2) съответства на недеформирана пролетта.
Ние изчисляваме какво трябва да се извършва минимум работата си, за да се простират на коравина на к върху стойността на х
За да се деформира пролетта, е необходимо да се прилага външна сила. Очевидно е, че тази работа ще бъде минимално в случая, ако външната сила, приложена във всяка точка е равна на еластичната сила, упражнявана от пролетта. Следователно, работата на тази сила ще бъде равен на: А = kx2 / 2, т.е. увеличаване на потенциалната енергия на пружината.
19. потенциалната енергия на гравитационно привличане
Всички органи, които масово се привличат помежду си със сила, която се подчинява на закона за всемирното привличане на Нютон. Следователно привличане тялото има енергия на взаимодействие
Това следва от закона на Нютон, силата на F, действаща между органите, е насочена по линията, съединяваща тези органи. Следователно telam когато се движат по протежение на кръгова дъга с център в точката, където тялото М, гравитационната сила операция е нула, тъй като вектори сила и се движат през цялото време остават взаимно перпендикулярни. Когато се движи по продължение на сегмент на тялото насочени към центъра М, и двигателни вектори на сила са успоредни, но в този случай по време на приближаването на органи работи гравитационната сила е положителен, и при отстраняване на органи - отрицателна. Имайте предвид също така, че по време на радиалното движение на привличане сила работа зависи само от началната и крайната разстоянията между органите. Например, при движение по сегменти (фиг. 162) и D1E1 DE извършено равен труд, тъй като законите на вариация на силите на разстоянието в двата сегмента са едни и същи. Накрая, траекторията на произволно тяло m може да бъде разделен на серия от дъгообразни и радиални части (например многоъгълник ABCDE).
При шофиране по дъги от работа е равна на нула, движението на работата на радиални сегменти не зависи от позицията на този сегмент, поради това, работата на гравитационна сила зависи само от началната и крайната разстоянията между органите, както се изисква.
Имайте предвид, че доказателството за потенциалност, ние използвахме само на факта, че гравитационните сили са в центъра, която е насочена по линията, съединяваща тялото и не се споменава конкретна сила като функция на разстоянието. Следователно, всички от централните сили са потенциал.
Ние сме доказали потенциалните силите на гравитационното взаимодействие между два точкови обекти. Но принципно гравитационни взаимодействия суперпозиция е валидна: силата, приложена върху тялото чрез система от точкови органи, е сумата от силите на двойки взаимодействия, всеки от които е потенциалът, следователно, и сумата им е и потенциал. В действителност, ако работата принуди всяка двойка взаимодействие не зависи от траекторията, а след това сумата им също не зависи от формата на траекторията. По този начин, всички гравитационните сили са потенциални.
Остава за нас, за да получите конкретен израз за потенциалната енергия на гравитационното взаимодействие.
За да се изчисли работата на силата на привличане между двете дот органи достатъчни, за да се изчисли работата, когато се движат по радиална сегмент с разстоянието от R1 до r2
След като отново се използва графичен метод, който се конструира зависимостта на привличане сила F = ГММ / r2 на R разстояние между телата. Тогава площта под графиката на тази зависимост в определените граници и ще бъде равна на необходимата работа
А12 = ГММ (1 / R2 - 1 / R1).
Тъй като сме доказали, че гравитационните сили са потенциални, тази работа е равна на намалението на потенциална енергия, т.е.
А12 = ГММ (1 / R2 - 1 / r1) = - # 916; U = - (U2 - U1).
От тази формула е възможно да се определи израза за потенциалната енергия на гравитационното взаимодействие:
В това определяне е отрицателна, и потенциалната енергия клони към нула в безкрайността разстояние между органи: U (∞) = 0. Уравнение (1) определя операцията, която ще силата на гравитационното привличане с увеличаване на разстоянието от R до безкрайност и тъй като тези вектори за движение сила и разместване в противоположни посоки, тази работа е отрицателна. На противоположния движение на тялото, когато наближава безкрайно разстояние на разстояние R, силата на привличане на работа е положителна. Тази работа може да се брои за определяне на потенциалната енергия:
Ще подчертая, че потенциалната енергия е характерно за взаимодействие на най-малко две тела. Не можем да кажем, че енергията взаимодействие "принадлежи" на един от органите, или как да "споделят властта между органите." Така че, когато се отнася до промяната на потенциална енергия, имаме предвид промяна в енергийната система на взаимодействие органи. Въпреки това, в някои случаи, позволи всички говорят за промяна на потенциална енергия на тялото. Например, в който описва движението на малка, в сравнение със Земята, тялото в земната гравитационно поле се говори за силата, упражнена върху тялото на Земята, като правило, да не говорим, не дава еднаква сила, упражняван от тялото на Земята. Факт е, че по-голямата част от Земята се променя скоростта си изчезващ малък. Затова промяната в потенциална енергия на взаимодействие води до забележима промяна в кинетичната енергия на тялото и безкрайно промяната в кинетична енергия на Земята. В такава ситуация е позволено да се говори за потенциалната енергия на тялото в близост до земната повърхност, т.е. цялата енергия на гравитационното взаимодействие "приписва" малък тяло. Като цяло, можем да говорим за потенциалната енергия на отделен орган, ако е различен взаимодействие неподвижно тяло.
Ние многократно подчерта, че точката, в която се приема, че потенциалната енергия да бъде нула, избрани на случаен принцип. В този случай, такава точка е точката, в безкрайността. В известен смисъл този необичаен извод може да се смята за разумно, в действителност, безкрайно разстояние изчезва взаимодействие - изчезва и потенциалната енергия. От тази гледна точка, логично вид и знак за потенциална енергия на. В действителност, с цел разпространение на два привличане на тялото, външни сили трябва да имат положителен работа, така че в един такъв процес, потенциалната енергия на системата трябва да се увеличава: тук тя расте и расте. Това става нула!
Ако привличането телесния контакт, силата на тежестта не може да направи положителна работа, но ако тялото са разделени, работата може да се направи по време на подхода на органи. Поради това често се казва, че привличането на тялото да има отрицателна енергия, а енергията е отблъскващите органи е положителна. Това твърдение е вярно само ако нивото на потенциална енергия нула е избран в безкрайността. Например, ако две тела са свързани чрез пружина, когато разстоянието между телата между тях ще бъде сила на привличане, обаче, енергията на тяхното взаимодействие е положителен. Да не забравяме, че нивото на потенциална енергия нула съответства на не-деформирано състояние на пролетта и не безкрайност) ..