Კინეტიკური და პოტენციური ენერგია

ნებისმიერი სისტემის ერთ-ერთი მახასიათებელია მისი კინეტიკური და პოტენციური ენერგია. თუ რომელიმე ძალა F ახდენს გავლენას დამამშვიდებელ ორგანოს ისე, რომ ეს უკანასკნელი მოძრაობს, მაშინ სამუშაო dA ხდება. ამ შემთხვევაში, კინეტიკური ენერგიის ღირებულება უფრო მაღალი ხდება უფრო მეტი სამუშაო. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ჩვენ შეგვიძლია დავწეროთ თანასწორობა:

DA = dT

სხეულისა და განვითარებული სიჩქარის DV- ის ტრასიდან გამომდინარე, ჩვენ ვიყენებთ ნიუტონის მეორე კანონით ძალას:

F = (dV / dt) * მ

მნიშვნელოვანი საკითხია: ეს კანონი შეიძლება გამოყენებულ იქნას, თუ ინერციული მითითება ხდება. სისტემის არჩევანი გავლენას ახდენს ენერგიის ღირებულებაზე. საერთაშორისო SI სისტემაში ენერგია იზომება ჯულებში (J).

აქედან გამომდინარე, ნაწილაკთა ან სხეულის კინეტიკური ენერგია, რომელიც ხასიათდება გადაადგილების V და მასის m სიჩქარით:

T = ((V * V) * მ) / 2

შეიძლება ითქვას, რომ კინეტიკური ენერგია განისაზღვრება სიჩქარე და მასა, სინამდვილეში მოძრაობის ფუნქცია.

Kinetic და პოტენციური ენერგია საშუალებას გვაძლევს აღწეროს სხეულის მდგომარეობა. თუ პირველი, როგორც უკვე აღინიშნა, პირდაპირ უკავშირდება მოძრაობას, მეორე მიმართავს ურთიერთქმედების ორგანოებს. კინეტიკური და პოტენციური ენერგია , როგორც წესი, განიხილება მაგალითები, როდესაც ორგანოების დამაკავშირებელი ძალა არ არის დამოკიდებული მოძრაობის ტრაექტორიაზე. ამ შემთხვევაში, მხოლოდ საწყის და საბოლოო პოზიციები მნიშვნელოვანია. ყველაზე ცნობილი მაგალითია გრავიტაციული ურთიერთქმედება. მაგრამ თუ ტრაექტორია ასევე მნიშვნელოვანია, მაშინ ძალა დისიპატივაა.

მარტივი თვალსაზრისით, პოტენციური ენერგია არის შანსი მუშაობა. შესაბამისად, ეს ენერგია შეიძლება ჩაითვალოს სამუშაოების სახით, რომელიც უნდა გაკეთდეს იმისათვის, რომ სხეული ერთი წერტილიდან მეორეზე გადავიდეს. ესაა:

DA = A * dR

თუ პოტენციური ენერგია დპ-ს მიენიჭება, მაშინ მივიღებთ:

DA = -dP

უარყოფითი ღირებულება მიუთითებს იმაზე, რომ სამუშაო ხდება დპ-ის შემცირებით. ცნობილი ფუნქციისთვის DP, შესაძლებელია განსაზღვროს არა მარტო F- ის მოდული, არამედ მისი მიმართულების ვექტორიც.

კინეტიკური ენერგიის ცვლილება ყოველთვის დაკავშირებულია პოტენციურ ენერგიასთან. ეს ადვილად გვესმის, თუ გავიხსენებთ სისტემის ენერგიის კონსერვაციის კანონს . T + dP- ის ჯამური ღირებულება ყოველთვის იცვლება. ამრიგად, ცვლილება T- ში ყოველთვის იცვლება დპ-ის ცვლილებების პარალელურად, როგორც ჩანს, ერთმანეთისკენ გადადიან, გარდაქმნებენ.

ვინაიდან კინეტიკური და პოტენციური ენერგია ურთიერთდაკავშირებულია, მათი ჯამი წარმოადგენს სისტემის საერთო ენერგეტიკას. რაც შეეხება მოლეკულებს, ეს არის შიდა ენერგია და ყოველთვის იმყოფება, რადგან მინიმუმ თერმული მოძრაობა და ურთიერთქმედება.

გაანგარიშებისას, მითითების ჩარჩო არჩეულია და თავდაპირველი, როგორც თვითნებური მომენტი. ზუსტად განსაზღვრავს პოტენციური ენერგიის ღირებულებას მხოლოდ იმგვარი ძალების მოქმედების ზონაში, რომლებიც, როდესაც სამუშაოები შესრულებულია, არ არის დამოკიდებული რომელიმე ნაწილაკის ან სხეულის გადაადგილების ტრაექტორიაზე. ფიზიკაში ასეთ ძალებს კონსერვატორი ეწოდება. ისინი ყოველთვის ურთიერთდაკავშირებულია კანონის სრული კონსერვაციის კანონით.

საინტერესო პუნქტი: იმ სიტუაციაში, როდესაც გარე გავლენა მინიმალურია ან შეინიშნება, ნებისმიერი სისტემა შესწავლილია ყოველთვის ასეთ მდგომარეობას, როდესაც მისი პოტენციური ენერგია ნულოვანია. მაგალითად, დააგდეს ბურთის პოტენციური ენერგიის ლიმიტი ტრაექციის ზედა წერტილში, მაგრამ იმავე მყისიერად იწყება ქვევით გადაადგილება, დაგროვილი ენერგია მოძრაობისკენ გადაქცევას, სამუშაოს შესრულებას. კიდევ ერთხელ უნდა აღინიშნოს, რომ პოტენციური ენერგიის არსებობა ყოველთვის მინიმუმ ორი ორგანოების ურთიერთქმედებაა: ამგვარად, ბურთის მაგალითში გავლენას ახდენს პლანეტის სიმძიმე. კინეტიკური ენერგია შეიძლება გამოითვალოს ინდივიდუალურად თითოეული მოძრაობისათვის.