Механическая энергия

Энергия - это физическая величина, характеризующая способность тела совершать работу. В механике различают два вида энергии: потенциальную энергию и кинетическую. Потенциальная энергия зависит от относительного положения тел или частей тела и обусловлена взаимодействием тел или частей тела между собой. Кинетическая энергия связана с движением тела. При движении тела один вид энергии, потенциальный, может переходить в другой вид энергии, в кинетическую, и обратно.

Сумма потенциальной и кинетической энергии - это полная механическая энергия тела.

Если есть трение или сила сопротивления, то часть механической энергии будет превращаться в другие виды энергии, во внутреннюю или тепловую энергию, тела при движении нагреваются.

Мы проиллюстрируем вам взаимопревращение механической энергии с помощью такого опыта. На планшете укреплены изогнутые проволочные рельсы, по которым будет двигаться шар. Если я расположу этот шар на какой-то высоте, то он обладает запасом потенциальной энергии m * g * h, где m - масса шара, а h - его высота. Над чем? Будем отсчитывать высоту от оси X. Значит, h - это высота шара над осью X, mgh - это потенциальная энергия шара сейчас по отношению к оси X, по отношению вот к этому уровню.

Если отпустить шар, то он движется и, вы видите, переваливает вот этот барьер. При этом движении происходит взаимопревращение энергии шара. Потенциальная энергия постепенно убывает, а кинетическая растет. Вот в этой точке кинетическая энергия стала наибольшей, и за счет этого по инерции шар продолжает свое движение вверх, но при этом уже кинетическая энергия убывает, возрастает потенциальная. Если скорость шара достаточно велика, то шар проходит вершину барьера, и вновь происходит уменьшение его потенциальной энергии и рост его кинетической энергии.

Посмотрите вновь, проследите за движением шара.

У нас был деревянный шар. Посмотрим, что будет, если пустить с той же высоты теннисный шар. Смотрите, теннисный шар не смог перевалить через барьер. Еще раз посмотрим опыт.

В чем причина? Дело в том, что трение теннисного шара о рельсы значительно больше, чем трение деревянного шара о рельсы, и поэтому большая часть механической энергии при движении теннисного шара по рельсам рассеивается, как говорят, переходит в тепловую энергию. Вследствие потери энергии при движении шару уже не достаточно кинетической энергии для того, чтобы перевалить через этот барьер.