Viena no jebkuras sistēmas īpašībām ir tākinētiskā un potenciālā enerģija. Ja kāds spēks F ietekmē atpūtušā ķermeņa stāvokli tā, ka pēdējais ir ieslēgts, tad notiek dA darbs. Tādā gadījumā kinētiskā enerģija dT kļūst lielāka, jo vairāk tiek veikts darbs. Citiem vārdiem sakot, jūs varat uzrakstīt vienlīdzību:
dA = dT
Ņemot vērā ceļu dR, ko šķērso ķermenis, un attīstīto ātrumu dV, mēs izmantojam spēka Ņūtona otro likumu:
F = (dV / dt) * m
Svarīgs punkts:šo likumu var izmantot, ja tiek ņemts inerciāls atskaites rāmis. Sistēmas izvēle ietekmē enerģijas vērtību. Starptautiskajā SI sistēmā enerģiju mēra džoulos (j).
No tā izriet, ka daļiņu vai ķermeņa kinētiskā enerģija, ko raksturo kustības V un masas m ātrums, būs:
T = ((V * V) * m) / 2
Var secināt, ka kinētisko enerģiju nosaka ātrums un masa, faktiski atspoguļojot kustības funkciju.
Kinetiskā un potenciālā enerģija ļaujaprakstiet ķermeņa stāvokli. Ja pirmais, kā jau minēts, ir tieši saistīts ar kustību, tad otrais attiecas uz mijiedarbojošo struktūru sistēmu. Kinetiskā un potenciālā enerģija parasti tiek uzskatīta par piemēriem, kad spēks, kas savieno ķermeni, nav atkarīgs no kustības trajektorijas. Šajā gadījumā svarīgas ir tikai sākotnējās un beigu pozīcijas. Slavenākais piemērs ir gravitācijas mijiedarbība. Bet, ja trajektorija ir svarīga, tad spēks ir izkliedēts (berze).
Vienkārši runājot, potenciālā enerģijair iespēja strādāt. Attiecīgi šo enerģiju var uzskatīt par darbu, kas jāveic, lai pārvietotu ķermeni no viena punkta uz otru. Tas ir:
dA = A * dR
Ja potenciālā enerģija tiek apzīmēta kā dP, tad mēs saņemam:
dA = - dP
Negatīva vērtība norāda, ka darbs tiek veikts dP samazinājuma dēļ. Zināmai funkcijai dP ir iespējams noteikt ne tikai spēka F moduli, bet arī tā virziena vektoru.
Kinētiskās enerģijas izmaiņas vienmēr ir saistītas arpotenciālu. Tas ir viegli saprotams, ja atceraties sistēmas enerģijas saglabāšanas likumu. T + dP kopējā vērtība, pārvietojot ķermeni, vienmēr paliek nemainīga. Tādējādi izmaiņas T vienmēr notiek paralēli ar dP izmaiņām, tās, šķiet, plūst viena otrā, pārveidojot.
Tā kā kinētiskā un potenciālā enerģijasavstarpēji saistīti, to summa atspoguļo attiecīgās sistēmas kopējo enerģiju. Saistībā ar molekulām tā ir iekšējā enerģija, un tā vienmēr ir klāt, kamēr pastāv vismaz termiskā kustība un mijiedarbība.
Veicot aprēķinus, tiek izvēlēta sistēmaatskaites punkts un jebkurš patvaļīgs moments, kas ņemts par sākotnējo. Precīzi noteikt potenciālās enerģijas vērtību ir iespējams tikai tādu spēku darbības zonā, kuri, veicot darbu, nav atkarīgi no kādas daļiņas vai ķermeņa kustības trajektorijas. Fizikā šādus spēkus sauc par konservatīviem. Tie vienmēr ir savstarpēji saistīti ar enerģijas pilnīgas saglabāšanas likumu.
Interesants punkts:situācijā, kad ārējā ietekme ir minimāla vai izlīdzināta, jebkurai izpētītajai sistēmai vienmēr ir tendence uz tādu stāvokli, kad tās potenciālajai enerģijai ir tendence uz nulli. Piemēram, izmestā bumba sasniedz savas potenciālās enerģijas robežu trajektorijas augšpusē, bet tajā pašā mirklī sāk kustēties uz leju, pārveidojot uzkrāto enerģiju kustībā, veicot darbu. Ir vērts pievērst uzmanību vēlreiz, ka vienmēr ir vismaz divi ķermeņi, kas mijiedarbojas ar potenciālo enerģiju: piemēram, piemēram, ar bumbu, planētas gravitācija to ietekmē. Kinētisko enerģiju katram kustīgajam ķermenim var aprēķināt atsevišķi.
