Потенциална енергия

Област от пространството, която има свойство, изразяващо се в това, че върху всяка материална точка намираща се в тази област действат някакви сили, се нарича силово поле. Силови полета са, например, полето на тежестта, електростатичното, магнитното поле и др.

Когато материална точка се движи в силово поле, работата на силите на това поле в общия случай зависи от траекторията на материалната точка. Но съществуват и полета, в които работата на силите не зависи нито от скоростта, нито от траекторията на движение, а само от началното и крайното положение на материалната точка.

Сили, работата на които не зависи от траекторията, а само от началното и крайното положение на материалната точка се наричат консервативни сили.

Може да се докаже, че работата Δ A на консервативни сили е равна на намалението на една величина E p , зависеща само от положението в пространството (координатите) на материалната точка. Тази величина се нарича потенциална енергия. Следователно, при консервативни сили можем да напишем, че:

Δ A = E p 1 − E p 2 = − ( E p 2 − E p 1 ) = − Δ E p ,

където E p 1 е стойността на потенциалната енергия в началното положение, а E p 2 - в крайното положение на материалната точка. Тъй като потенциалната енергия зависи само от положението в пространството, а нейното намаление е равно на работата на консервативните сили, то следва, че потенциалната енергия изразява способността на една материална точка да извърши работа благодарение на положението, което има в пространството. Написаната формула може да се изкаже и така: работата на консервативните сили Δ A е равна на взетото със знак минус изменение Δ E p на потенциалната енергия E p .

Ако силите в едно силово поле са консервативни и полето се нарича консервативно силово поле. На различни места в този курс ще бъдат показани изразите за потенциалната енергия на редица силови полета.

Теми

Съдържание

Конспект

Курс

Напред