Ответ #1:
Если тело движется с некоторой скоростью в поле потенциальных сил, то оно обладает и потенциальной и кинетической энергией. Например, при движении тела, брошенного под углом к горизонту, оно обладает кинетической энергией благодаря своей скорости и потенциальной энергией в поле тяжести. Полной механической энергией тела называется сумма потенциальной и кинетической энергий тела:
Потенциальная и кинетическая энергии могут превращаться друг в друга. Например, при падении тела с некоторой высоты потенциальная энергия тела в поле тяжести превращается в кинетическую энергию тела.
Потенциальной энергией системы в случае системы двух тел называется потенциальная энергия одного из тел в поле, создаваемом вторым телом. Например, потенциальная энергия системы «Земля-камень» равна потенциальной энергии камня в поле тяжести Земли. В случае же, когда тел больше двух, потенциальная энергия системы равна сумме значений потенциальных энергий каждого тела в поле, создаваемом всеми остальными телами, поделенной на 2:
Полной механической энергией системы называется сумма кинетических энергий тел системы и потенциальной энергии системы:
Закон сохранения механической энергии гласит: если в замкнутой системе тел отсутствуют непотенциальные силы, например, сила трения, то полная механическая энергия системы сохраняется:
В случае движения тела в поле тяжести закон сохранения энергии можно сформулировать в следующем виде: полная механическая энергия тела, движущегося в поле тяжести, сохраняется, если на тело не действуют непотенциальные силы, например, сила сопротивления воздуха. Выражение закона сохранения энергии в этом случае
Пример-задача
Камень, брошенный под углом к горизонту со скоростью 30 м/с, разбил стекло в окне третьего этажа школы, на высоте 10 м. С какой скоростью двигался камень в момент, предшествующий разбиванию стекла? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Дано:, h = 10 м.
Найти:
Решение:
Кинетическая энергия камня в начальный момент времени
Потенциальная энергия камня в начальный момент времени равна нулю:
Кинетическая энергия камня на высоте h
Потенциальная энергия камня на высоте h
По закону сохранения механической энергии
Отсюда выражаем скорость камня на высоте h:
Ответ: 26,5 м/с.