Параграф 27 Физика 9 класс Пёрышкин | Конспект

🔋 Потенциальная и кинетическая энергия

⛰️ Потенциальная и кинетическая энергия

Потенциальная энергия — это характеристика положения тела в пространстве относительно других тел.

• Когда тело поднимается или опускается, его потенциальная энергия изменяется.

• Данное изменение можно выразить формулой A = Eп1 - Eп2.

• При изменении высоты тела изменяется и его энергия, что связано с работой силы тяжести.

• Потенциальная энергия может быть выбрана относительно любого нулевого уровня.

• При деформации пружины потенциальная энергия рассчитывается как Eп = kx²/2.

• В этой формуле k — коэффициент жесткости пружины, а x — деформация пружины.

• При растяжении или сжатии пружины энергия изменяется в зависимости от величины деформации.

• Работу силы упругости можно выразить через изменение потенциальной энергии пружины: A = ΔEп = kx1²/2 - kx2²/2.

📏 Нулевой уровень потенциальной энергии

При расчете потенциальной энергии важно выбрать нулевой уровень, относительно которого она будет определяться.

• Если рассматривать коробку на столе, то нулевой уровень можно взять на уровне стола или пола.

• Выбор нулевого уровня влияет на значение энергии, но не на работу силы тяжести.

• Основное значение имеет изменение потенциальной энергии, а не ее абсолютное значение.

🏃 Кинетическая энергия

Кинетическая энергия связана с движением тела и рассчитывается по формуле Eк = mv²/2.

• В данной формуле m — масса тела, а v — его скорость.

• При увеличении скорости кинетическая энергия возрастает.

• Работу силы тяжести можно выразить через изменение кинетической энергии тела, если тело движется равномерно ускоренно.

♾️ Закон сохранения энергии

Работа всех внешних сил равна изменению кинетической энергии.

• Это утверждение называется теоремой об изменении кинетической энергии.

• Математическая запись теоремы: A = Eк2 - Eк1.

• Если работа положительная, то кинетическая энергия увеличивается.

• Если работа отрицательная, то энергия уменьшается.

• Этот закон сохраняется для любой механической системы независимо от траектории движения тела.

💎 База параграфа

• 📐 Величины и формулы:

  • Потенциальная энергия (Eп) — характеристика взаимодействия тел. Для пружины Eп = kx²/2.

  • Кинетическая энергия (Eк) — энергия движения. Eк = mv²/2, где m — масса (кг), v — скорость (м/с).

  • Работа силы (A) — равна изменению энергии. A = Eп1 - Eп2 или A = Eк2 - Eк1.

• 🧪 Явления и опыты:

  • Подъем и опускание тела — процесс изменения гравитационной потенциальной энергии.

  • Деформация пружины — процесс накопления или потери потенциальной энергии упругости.

  • Ускорение тела — процесс совершения работы для увеличения кинетической энергии.

• 📖 Определения:

  • Потенциальная энергия — энергия, которая определяется взаимным расположением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела.

  • Кинетическая энергия — энергия, которой обладает тело вследствие своего движения.

  • Нулевой уровень — произвольно выбранный уровень, на котором потенциальная энергия принимается равной нулю.

  • Теорема об изменении кинетической энергии — работа равнодействующей всех сил, приложенных к телу, равна изменению его кинетической энергии.

📝 Подведем итоги

• Энергия в механике выступает мерой способности силы совершить работу при изменении состояния системы.

• Потенциальная энергия зависит от координат тела, а кинетическая — от его скорости.

• Выбор нулевого уровня является условным, так как физический смысл имеет только разность (ΔE) значений энергии.

• Работа внешних сил напрямую связана с изменением кинетической энергии системы в любом типе механического движения.