§34 Кинетическая и потенциальная энергии
Если человек выспался и поел, он полон энергии для активных действий.
Как и работа, она измеряется в джоулях (Дж). Энергия тела уменьшается, когда оно совершает работу.
Существуют разные виды энергии.
Движущееся тело совершает работу при столкновении с чем-либо: мяч растягивает сетку ворот, а шар для боулинга сметает кегли.
То есть чем массивнее тело и чем быстрее оно движется, тем большую работу оно может совершить. Машина, на большой скорости врезавшаяся в столб, нанесёт больше повреждений, чем ребёнок на самокате.
Если поднять тело на определённую высоту, между ним и планетой Земля возникнет взаимодействие и тело будет обладать потенциальной энергией. Люстра, висящая на потолке, совершит работу, если упадёт.
Потенциальная энергия поднятого над землёй тела выражается формулой:
Из формулы видно: потенциальная энергия зависит от массы и высоты, на которой находится тело. Бетонная плита, упавшая с 9-этажного дома, совершит большую работу, чем подушка, свалившаяся с дивана.
Работу могут совершать не только подвешенные тела, но и деформированные. Если отпустить тетиву лука, она толкнёт стрелу, а растянутая пружина сжимается и может, например, закрыть дверь.
Потенциальная энергия деформации возникает из-за взаимодействия частей одного и того же тела, когда их положение изменяется.
Потенциальная энергия деформации будет зависеть от жёсткости тела и степени его деформации. Формулу для расчёта такого вида энергии вы изучите в старших классах.
Важно понимать: энергия не появляется из ниоткуда. Совершая работу над телом, мы изменяем его энергию: поднимая камень или растягивая пружину, мы увеличиваем их потенциальную энергию, а толкая тележку, придаём ей кинетическую энергию. Если этого не сделать, энергия из воздуха не появится.
1. Что показывает такая физическая величина, как энергия?
2. Как понять, обладает ли тело механической энергией?
3. Какие виды механической энергии вы знаете?
4. Каким видом механической энергии обладает летящий в небе самолёт?