Потенциальная энергия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Потенциальная энергия скалярная физическая величина, представляющая собой часть полной механической энергии системы, находящейся в поле консервативных сил. Зависит от положения материальных точек, составляющих систему, и характеризует работу, совершаемую полем при их перемещении[1]. Другое определение: потенциальная энергия — это функция координат, являющаяся слагаемым в лагранжиане системы, и описывающая взаимодействие элементов системы[2].

Термин «потенциальная энергия» был введен в XIX веке шотландским инженером и физиком Уильямом Ренкином.

Единицей измерения энергии в Международной системе единиц (СИ) является джоуль, а в системе СГСэрг.

О физическом смысле понятия потенциальной энергии[править | править вики-текст]

В то время как кинетическая энергия всегда характеризует тело относительно выбранной системы отсчёта, потенциальная энергия всегда характеризует тело относительно источника силы (силового поля). Кинетическая энергия тела определяется его скоростью относительно выбранной системы отсчёта; потенциальная — расположением тел в поле.

Основной физический смысл имеет не само значение потенциальной энергии, а её изменение.

Виды потенциальной энергии[править | править вики-текст]

В поле тяготения Земли[править | править вики-текст]

Потенциальная энергия тела в поле тяготения Земли вблизи поверхности приближённо выражается формулой:

,

где масса тела, ускорение свободного падения, — высота положения центра масс тела над произвольно выбранным нулевым уровнем.

В электростатическом поле[править | править вики-текст]

см. Электростатический потенциал

В механической системе[править | править вики-текст]

Потенциальная энергия упругой деформации характеризует взаимодействие между собой частей тела и приближённо выражается формулой:

,

где — жёсткость деформированного тела, — смещение от положения равновесия.

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

  1. Тарг С. М. Потенциальная энергия // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1994. — Т. 4. Пойнтинга—Робертсона эффект — Стримеры. — С. 92. — 704 с. — 40 000 экз. — ISBN 5-85270-087-8.
  2. Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Теоретическая физика. — Издание 5-е, стереотипное. — М.: Физматлит, 2004. — Т. I. Механика. — 224 с. — ISBN 5-9221-0055-6.