Патэнцыйная энергія

Як вынікае з Закона захавання энергіі, любое цела заўсёды валодае энергіяй. Пры наяўнасці руху гэта відавочна: ёсць хуткасць альбо паскарэнне, што, памножанае на масу, дае шуканы вынік. Аднак у выпадку, калі цела нерухома, яно, як ні парадаксальна, таксама можа быць ахарактарызавана як якое валодае энергіяй.

Такім чынам, кінэтычная энергія ўзнікае пры руху, патэнцыйная - пры ўзаемадзеянні некалькіх тэл. Калі з першай усё больш-менш відавочна, то нярэдка сіла, якая ўзнікае паміж двума нерухомымі аб'ектамі, застаецца за мяжой разумення.

Агульнавядома, што планета Зямля ўздзейнічае на ўсе цела, якія знаходзяцца на яе паверхні за кошт гравітацыйнага поля. Гэта значыць, яна прыцягвае любы прадмет з пэўнай сілай. Пры перамяшчэнні прадмета, змене яго вышыні, адбываецца таксама змяненне паказчыкаў энергіі. Непасрэдна ў момант ўзняцця цела валодае паскарэннем. Аднак у вышэйшай сваім пункце, калі прадмет (хай нават на долю секунды) нерухомы, ён валодае патэнцыйнай энергіяй. Уся справа ў тым, што яго па-ранейшаму цягне да сябе поле Зямлі, з якім шуканае цела ўзаемадзейнічае.

Кажучы інакш, патэнцыйная энергія ўзнікае заўсёды за кошт узаемадзеяння некалькіх прадметаў, якія ўтвараюць сістэму, па-за залежнасці ад памераў саміх прадметаў. Пры гэтым па змаўчанні адзін з іх прадстаўлены нашай планетай.

Патэнцыйная энергія - велічыня, якая залежыць ад масы прадмета і вышыні, на якую ён узняты. Міжнароднае абазначэнне - лацінскія літары Ep. Формула патэнцыйнай энергіі выглядае наступным чынам:

Ep = mgh,

Дзе m - маса, g - паскарэнне вольнага падзення, h - вышыня.

Важна разгледзець больш падрабязна параметр вышыні, паколькі ён нярэдка становіцца прычынай цяжкасцяў пры вырашэнні задач і разуменні значэння разгляданай велічыні. Справа ў тым, што любое вертыкальнае перамяшчэнне цела мае сваю пачатковую і канчатковую кропку. Для карэктнага знаходжання патэнцыйнай энергіі ўзаемадзеяння тэл важна ведаць пачатковую вышыню. Калі яна не паказаная, то яе значэнне раўняецца нулю, гэта значыць супадае з паверхняй Зямлі. У выпадку ж, калі вядомая як пачатковая кропка адліку, так і канчатковая вышыня, неабходна знайсці розніцу паміж імі. Атрыманае лік і стане шуканым h.

Важна таксама адзначыць, што патэнцыйная энергія сістэмы можа мець адмоўнае значэнне. Выкажам здагадку, мы ўжо паднялі цела над узроўнем Зямлі, стала быць, яно мае вышыню, якую назавем пачатковай. Пры яго апусканні формула будзе выглядаць такім чынам:

Ep = mh (h2-h1).

Відавочна, што h1 больш h2, такім чынам, значэнне будзе адмоўным, што і надасць ўсёй формуле знак мінус.

Цікава, што патэнцыйная энергія тым вышэй, чым далей ад паверхні Зямлі размешчана цела. Для таго каб лепш зразумець гэты факт, задумаемся: чым вышэй трэба падняць цела над Зямлёй, тым грунтоўней дасканалая праца. Чым вышэй значэнне працы любой сілы, тым, умоўна кажучы, больш ўкладзена энергіі. Патэнцыйная энергія, інакш кажучы, - гэта энергія магчымасці.

Падобным чынам можна вымераць энергію ўзаемадзеяння цел пры расцяжэнні прадмета.

У рамках разгляданай тэмы неабходна асобна абмеркаваць узаемадзеянне зараджанай часціцы і электрычнага поля. У падобнай сістэме будзе існаваў патэнцыйная энергія зарада. Разгледзім гэты факт падрабязней. На любы зарад, які знаходзіцца ў межах электрычнага поля, дзейнічае аднайменная сіла. Перасоўванне часціцы адбываецца за кошт працы, што вырабляецца гэтай сілай. Улічваючы, што ўласна зарад і электрамагнітнае поле (дакладней кажучы, цела, яго якое стварыла) - гэта сістэма, мы таксама атрымліваем патэнцыйную энергію перамяшчэння зараду ў рамках зададзенага поля. Паколькі гэты від энергіі - асаблівы выпадак, яму было прысвоена назва электрастатычнага.