Една от характеристиките на всяка система е нейнатакинетична и потенциална енергия. Ако която и да е сила F има ефект върху тялото в покой по такъв начин, че последният се движи, тогава се извършва работа dA. В този случай стойността на кинетичната енергия dT става по-висока, колкото повече работи. С други думи, можете да напишете равенство:
dA = dT
Като се има предвид пътят dR, изминат от тялото, и скоростта dV, разработена, използваме втория закон за сила на Нютон:
F = (dV / dt) * m
Важен момент:този закон може да се използва, ако се вземе инерциална референтна рамка. Изборът на система влияе върху стойността на енергията. В международната система SI енергията се измерва в джоули (j).
От това следва, че кинетичната енергия на частица или тяло, характеризираща се със скорост на движение V и маса m, ще бъде:
T = ((V * V) * m) / 2
Може да се заключи, че кинетичната енергия се определя от скоростта и масата, всъщност е функция на движението.
Кинетическая и потенциальная энергия позволяют опишете състоянието на тялото. Ако първото, както вече беше казано, е пряко свързано с движението, тогава второто се прилага към системата от взаимодействащи тела. Кинетичната и потенциалната енергия обикновено се разглеждат за примери, когато силата, свързваща телата, не зависи от траекторията на движение. В този случай са важни само началната и крайната позиция. Най-известният пример е гравитационното взаимодействие. Но ако траекторията е важна, тогава силата е разсейваща (триене).
Най-просто казано - потенциална енергияпредставлява възможност за завършване на работата. Съответно тази енергия може да се разглежда под формата на работа, която трябва да се извърши, за да се премести тялото от една точка в друга. Това е:
dA = A * dR
Ако потенциалната енергия е обозначена като dP, тогава получаваме:
dA = - dP
Отрицателна стойност показва, че заданието се дължи на намаляване на dP. За известната функция dP е възможно да се определи не само модулът на сила F, но и вектора на неговата посока.
Промяната в кинетичната енергия винаги е свързана спотенциал. Това е лесно за разбиране, ако си припомним закона за запазване на енергията на системата. Общата стойност на T + dP при движение на тялото винаги остава непроменена. По този начин, промяна в Т винаги се случва паралелно с промяна в dP, сякаш те се вливат един в друг, трансформирайки се.
Тъй като кинетичната и потенциалната енергияса взаимосвързани, тяхната сума представлява общата енергия на разглежданата система. По отношение на молекулите това е вътрешна енергия и винаги присъства, стига да има поне топлинно движение и взаимодействие.
При извършване на изчисления се избира систематаброене и всеки произволен момент, взет за начален. Възможно е точно да се определи стойността на потенциалната енергия само в зоната на действие на такива сили, които при извършване на работа не зависят от траекторията на движение на която и да е частица или тяло. Във физиката такива сили се наричат консервативни. Те винаги са взаимосвързани със закона за цялостното запазване на енергията.
Интересен момент:в ситуация, когато външните въздействия са минимални или изравнени, всяка изследвана система винаги се стреми към такова състояние, когато нейната потенциална енергия клони към нула. Например хвърлена топка достига границата на своята потенциална енергия в горната точка на траекторията, но в същия момент започва да се движи надолу, превръщайки натрупаната енергия в движение, в изпълняваната работа. Заслужава си да отбележим още веднъж, че за потенциалната енергия винаги има взаимодействие на поне две тела: например, в примера с топка, това се влияе от гравитацията на планетата. Кинетичната енергия може да се изчисли индивидуално за всяко движещо се тяло.
