Efektiivne potentsiaalne energia. Kineetiline ja potentsiaalne energia

Tähistab "tegevust". Võid kutsuda energilist inimest, kes liigub, loob teatud tööd, oskab luua, tegutseda. Ka inimeste, elusolendite ja looduse loodud masinatel on energiat. Kuid see on igapäevaelus. Lisaks on olemas range, mis on määratlenud ja määranud mitut tüüpi energiat - elektrilist, magnetilist, aatomit jne. Kuid nüüd räägime potentsiaalsest energiast, mida ei saa käsitleda kineetilisest energiast eraldi.

Kineetiline energia

Seda energiat omavad mehaanika kontseptsioonide kohaselt kõik kehad, mis omavahel suhtlevad. Ja antud juhul räägime kehade liikumisest.

Potentsiaalne energia

Seda tüüpi energia tekib siis, kui toimub kehade või ühe kehaosade vastastikmõju, kuid liikumist kui sellist ei toimu. See on peamine erinevus kineetilisest energiast. Näiteks kui tõstad kivi maapinnast kõrgemale ja hoiad seda selles asendis, siis on sellel potentsiaalne energia, mis võib kivi vabanemisel muutuda kineetiliseks energiaks.

Energiat seostatakse tavaliselt tööga. See tähendab, et selles näites võib vabanenud kivi kukkudes veidi tööd teha. Ja võimalik töömaht on võrdne keha potentsiaalse energiaga teatud kõrgusel h. Selle energia arvutamiseks kasutatakse järgmist valemit:

A=Fs=Ft*h=mgh või Ep=mgh, kus:
Ep - keha potentsiaalne energia,
m - kehakaal,
h on keha kõrgus maapinnast,
g on vaba langemise kiirendus.

Kahte tüüpi potentsiaalset energiat

Potentsiaalset energiat on kahte tüüpi:

1. Energia kehade suhtelises asendis. Rippkivil on selline energia. Huvitaval kombel on ka tavalisel puidul või kivisöel potentsiaalne energia. Need sisaldavad oksüdeerimata süsinikku, mis võib oksüdeeruda. Lihtsamalt öeldes võib põletatud puit potentsiaalselt vett soojendada.

2. Elastse deformatsiooni energia. Siin on näiteks elastne riba, kokkusurutud vedru või luu-lihassideme süsteem.

Potentsiaalne ja kineetiline energia on omavahel seotud. Nad võivad muutuda üksteiseks. Näiteks kui viskate kivi üles, on sellel liikumisel esialgu kineetiline energia. Kui see jõuab teatud punkti, siis see hetkeks tardub ja saab potentsiaalset energiat ning siis tõmbab gravitatsioon selle alla ja tekib taas kineetiline energia.

Energia on skalaarne suurus. Energia SI ühik on džaul.

Kineetiline ja potentsiaalne energia

Energiat on kahte tüüpi – kineetiline ja potentsiaalne.

MÄÄRATLUS

Kineetiline energia- see on energia, mida keha omab liikumise tõttu:

MÄÄRATLUS

Potentsiaalne energia on energia, mille määrab kehade suhteline asend, samuti nende kehade vastastikuse mõju olemus.

Potentsiaalne energia Maa gravitatsiooniväljas on energia, mis tuleneb keha gravitatsioonilisest vastastikmõjust Maaga. Selle määrab keha asend Maa suhtes ja see on võrdne keha liigutamise tööga antud asendist nulltasemele:

Potentsiaalne energia on energia, mis on põhjustatud kehaosade vastastikmõjust. See on võrdne välisjõudude tööga deformeerimata vedru pinges (surumises) summas:

Kehal võib samaaegselt olla nii kineetilist kui ka potentsiaalset energiat.

Keha või kehade süsteemi mehaaniline koguenergia on võrdne keha (kehade süsteemi) kineetilise ja potentsiaalse energia summaga:

Energia jäävuse seadus

Suletud kehade süsteemi puhul kehtib energia jäävuse seadus:

Kui kehale (või kehade süsteemile) mõjuvad näiteks välised jõud, siis mehaanilise energia jäävuse seadus ei ole täidetud. Sel juhul on keha (kehade süsteemi) mehaanilise koguenergia muutus võrdne välisjõududega:

Energia jäävuse seadus võimaldab meil luua kvantitatiivse seose aine erinevate liikumisvormide vahel. Nii nagu , kehtib see mitte ainult, vaid ka kõigi loodusnähtuste kohta. Energia jäävuse seadus ütleb, et looduses olevat energiat ei saa hävitada, nii nagu seda ei saa luua mitte millestki.

Kõige üldisemal kujul võib energia jäävuse seaduse sõnastada järgmiselt:

• Energia looduses ei kao ega teki uuesti, vaid ainult muundub ühest tüübist teise.

Näited probleemide lahendamisest

NÄIDE 1

NÄIDE 2

1. Energia mõistet tutvustati teile 7. klassi füüsikakursusel. Pidagem teda meeles. Oletame, et mõni keha, näiteks käru, libiseb kaldtasapinnast alla ja liigutab selle aluses olevat plokki. Nad ütlevad, et käru töötab. Tõepoolest, see mõjub plokile teatud elastsusjõuga ja plokk liigub.

Veel üks näide. Teatud kiirusega liikuva auto juht vajutab pidurit ja mõne aja pärast auto peatub. Sel juhul töötab auto ka hõõrdejõule vastu.

Nad ütlevad seda kui keha saab tööd teha, siis on tal energiat.

Energiat tähistatakse tähega E. Energia SI ühik on džauli (1 J).

2. Mehaaniline energia on kahte tüüpi - potentsiaalne ja kineetiline.

Potentsiaalne energia on kehade või kehaosade vastastikmõju energia, olenevalt nende suhtelisest asendist.

Kõigil vastastikku mõjutavatel kehadel on potentsiaalne energia. Niisiis, iga keha suhtleb Maaga, seega on kehal ja Maal potentsiaalne energia. Osakesed, millest kehad koosnevad, suhtlevad ka omavahel ning neil on ka potentsiaalne energia.

Kuna potentsiaalne energia on vastastikmõju energia, ei viita see mitte ühele kehale, vaid vastastikku mõjutavate kehade süsteemile. Juhul, kui räägime Maast kõrgemale tõstetud keha potentsiaalsest energiast, koosneb süsteem Maast ja selle kohale tõstetud kehast.

3. Uurime, milline on Maa kohale tõstetud keha potentsiaalne energia. Selleks leiame seose gravitatsiooni töö ja keha potentsiaalse energia muutumise vahel.

Las kehal on mass m kukub kõrgelt alla h 1 kõrgusele h 2 (joonis 72). Sel juhul on keha nihkumine võrdne h = h 1 – h 2. Gravitatsiooni poolt selles piirkonnas tehtav töö on võrdne:

A = F juhe h = mgh = mg(h 1 – h 2) või
A = mgh 1 – mgh 2 .

Suurusjärk mgh 1 = E n1 iseloomustab keha algset asendit ja esindab selle potentsiaalset energiat algasendis, mgh 2 = E n2 on keha potentsiaalne energia lõppasendis. Valemi saab ümber kirjutada järgmiselt:

A = E p1 – E n2 = –( E p2 – E p1).

Kui keha asend muutub, muutub selle potentsiaalne energia. Seega

gravitatsiooni poolt tehtav töö on võrdne keha potentsiaalse energia muutusega, võetud vastupidise märgiga.

Miinusmärk tähendab, et kui keha langeb, teeb gravitatsioon positiivset tööd ja keha potentsiaalne energia väheneb. Kui keha liigub ülespoole, teeb gravitatsioonijõud negatiivset tööd ja keha potentsiaalne energia suureneb.

4. Keha potentsiaalse energia määramisel on vaja märkida tase, mille suhtes seda mõõdetakse, nn null tase.

Seega on võrkpallivõrgu kohal lendava palli potentsiaalsel energial võrgu suhtes üks väärtus, jõusaali põranda suhtes aga teine ​​väärtus. Oluline on, et keha potentsiaalsete energiate erinevus kahes punktis ei sõltuks valitud nulltasemest. See tähendab, et keha potentsiaalse energia tõttu tehtav töö ei sõltu nulltaseme valikust.

Potentsiaalse energia määramisel võetakse sageli nulltasemeks Maa pinda. Kui keha langeb teatud kõrguselt Maa pinnale, on gravitatsiooni töö võrdne potentsiaalse energiaga: A = mgh.

Seega nulltasemest kõrgemale teatud kõrgusele tõstetud keha potentsiaalne energia on võrdne gravitatsiooni poolt tehtava tööga, kui keha langeb sellelt kõrguselt nulltasemele.

5. Igal deformeerunud kehal on potentsiaalne energia. Keha kokkusurumisel või venitamisel see deformeerub, muutuvad selle osakeste vastastikused jõud ja tekib elastsusjõud.

Laske vedru parem ots (vt joonis 68) liikuda punktist koordinaadiga D l 1 punktini koordinaadiga D l 2. Tuletame meelde, et elastsusjõu tehtud töö on võrdne:

A =– .

Väärtus = E n1 iseloomustab deformeerunud keha esimest olekut ja esindab selle potentsiaalset energiat esimeses olekus, väärtus = E n2 iseloomustab deformeerunud keha teist olekut ja esindab selle potentsiaalset energiat teises olekus. Võite kirjutada:

A = –(E p2 – E p1), st.

elastsusjõu poolt tehtav töö on võrdne vedru potentsiaalse energia muutusega, võetud vastupidise märgiga.

Miinusmärk näitab, et elastsusjõu poolt tehtud positiivse töö tulemusena väheneb keha potentsiaalne energia. Kui keha suruda või venitada välisjõu mõjul, suureneb selle potentsiaalne energia ja elastsusjõud teeb negatiivset tööd.

Enesetesti küsimused

1. Millal saame öelda, et kehal on energiat? Mis on energia ühik?

2. Mida nimetatakse potentsiaalseks energiaks?

3. Kuidas arvutada Maast kõrgemale tõstetud keha potentsiaalset energiat?

4. Kas Maast kõrgemale tõstetud keha potentsiaalne energia sõltub nulltasemest?

5. Kuidas arvutada elastselt deformeerunud keha potentsiaalset energiat?

Ülesanne 19

1. Kui palju tööd tuleb teha, et viia 2 kg kaaluv jahukott põranda suhtes 0,5 m kõrgusel asuvalt riiulilt põrandast 0,75 m kõrgusele lauale? Milline on riiulil lebava jahukoti potentsiaalne energia põranda suhtes ja selle potentsiaalne energia, kui see on laual?

2. Milliseid töid tuleb teha, et muuta vedru, mille jäikus on 4 kN/m, olekusse 1 , venitades seda 2 cm võrra? Milliseid lisatöid tuleb teha, et vedru seisukorda saada 2 , venitades seda veel 1 cm? Milline on vedru potentsiaalse energia muutumine selle ülekandmisel olekusse 1 ja riigilt 1 olekus 2 ? Milline on vedru potentsiaalne energia olekus 1 ja võimeline 2 ?

3. Joonisel 73 on kujutatud kuulile mõjuva gravitatsioonijõu sõltuvuse graafik kuuli kõrgusest. Arvutage graafiku abil kuuli potentsiaalne energia 1,5 m kõrgusel.

4. Joonisel 74 on kujutatud vedru pikenemise ja sellele mõjuva jõu graafikut. Kui suur on vedru potentsiaalne energia, kui see ulatub 4 cm?

Igal kehal on alati energiat. Liikumise korral on see ilmne: on kiirus või kiirendus, mis massiga korrutatuna annab soovitud tulemuse. Kui keha on aga liikumatu, võib seda paradoksaalsel kombel iseloomustada ka energiaga.

Niisiis, see tekib liikumise ajal, potentsiaal - mitme keha koosmõjul. Kui esimesega on kõik enam-vähem ilmne, siis sageli jääb kahe liikumatu objekti vahel tekkiv jõud arusaamatuks.

On hästi teada, et planeet Maa mõjutab kõiki selle pinnal asuvaid kehasid, kuna see tõmbab teatud jõuga mis tahes objekti. Kui objekt liigub või selle kõrgus muutub, muutuvad ka energianäitajad. Kohe tõstmise hetkel on kehal kiirendus. Kuid kõrgeimas punktis, kui objekt (isegi sekundi murdosa) on liikumatu, on sellel potentsiaalne energia. Asi on selles, et seda tõmbab ikkagi enda poole Maa väli, millega soovitud keha suhtleb.

Teisisõnu tekib potentsiaalne energia alati mitme süsteemi moodustava objekti koosmõjul, olenemata objektide endi suurusest. Veelgi enam, vaikimisi esindab ühte neist meie planeet.

Potentsiaalne energia on suurus, mis sõltub objekti massist ja kõrgusest, kuhu see tõstetakse. Rahvusvaheline nimetus – ladina tähed Ep. järgnevalt:

Kus m on mass, g on kiirendus h on kõrgus.

Kõrguse parameetrit on oluline üksikasjalikumalt käsitleda, kuna see tekitab sageli probleeme probleemide lahendamisel ja kõnealuse väärtuse tähenduse mõistmisel. Fakt on see, et igal keha vertikaalsel liikumisel on oma algus- ja lõpp-punkt. Kehadevahelise interaktsiooni potentsiaalse energia õigeks leidmiseks on oluline teada algkõrgust. Kui seda ei täpsustata, on selle väärtus null, see tähendab, et see langeb kokku Maa pinnaga. Kui on teada nii algne võrdluspunkt kui ka lõppkõrgus, on vaja leida nende vahe. Saadud arvust saab soovitud h.

Samuti on oluline märkida, et süsteemi potentsiaalne energia võib olla negatiivne. Oletame, et oleme keha juba Maa tasemest kõrgemale tõstnud, seega on sellel kõrgus, mida me nimetame algseks. Langetamisel näeb valem välja järgmine:

Ilmselt on h1 suurem kui h2, seetõttu on väärtus negatiivne, mis annab kogu valemile miinusmärgi.

On uudishimulik, et potentsiaalne energia on seda suurem, mida kaugemal Maa pinnast keha asub. Selle tõsiasja paremaks mõistmiseks mõelgem: mida kõrgemale on vaja keha Maast kõrgemale tõsta, seda põhjalikumalt tehakse tööd. Mida suurem on mis tahes jõuga tehtud töö, seda rohkem energiat investeeritakse suhteliselt. Teisisõnu, potentsiaalne energia on võimaluse energia.

Sarnasel viisil saate mõõta kehadevahelise vastasmõju energiat, kui objekt on venitatud.

Käsitletava teema raames on vaja eraldi käsitleda laetud osakese ja elektrivälja vastasmõju. Sellises süsteemis on potentsiaalne laenguenergia. Vaatleme seda asjaolu üksikasjalikumalt. Iga elektrivälja sees paiknev laeng mõjub samale jõule. Osake liigub selle jõu tekitatud töö tõttu. Arvestades, et laeng ise ja (täpsemalt selle loonud keha) on süsteem, saame ka laengu liikumise potentsiaalse energia antud välja sees. Kuna seda tüüpi energia on erijuhtum, anti sellele nimi elektrostaatiline.

25.12.2014

32. tund (10. klass)

Teema. Potentsiaalne energia

1. Gravitatsiooni töö

Arvutame töö, kasutades seekord mitte Newtoni teist seadust, vaid kehadevaheliste vastastikmõju jõudude selgesõnalist avaldist sõltuvalt nendevahelistest kaugustest. See võimaldab meil tutvustada potentsiaalse energia mõistet - energiat, mis ei sõltu kehade kiirustest, vaid kehadevahelistest kaugustest (või sama keha osade vahekaugustest).
Kõigepealt arvutame töö gravitatsiooni kui keha (näiteks kivi) kukub vertikaalselt alla. Algsel hetkel oli keha kõrgusel h 1 Maapinna kohal ja viimasel ajahetkel - kõrgusel h 2 (Joon.6.5). Keha liikumise moodul.

Gravitatsiooni- ja nihkevektorite suunad langevad kokku. Töö definitsiooni järgi (vt valem (6.2)) on meil

Nüüd visake keha kõrgusel asuvast punktist vertikaalselt üles h 1, Maa pinnast kõrgemale ja see saavutas kõrguse h 2 (Joon.6.6). Vektorid ja on suunatud vastassuunas ning nihkemoodul . Kirjutame gravitatsiooni töö järgmiselt:

Kui keha liigub sirgjooneliselt nii, et liikumissuund moodustab raskusjõu suunaga nurga ( Joon.6.7), siis gravitatsiooni poolt tehtav töö on:

Täisnurksest kolmnurgast BCD see on selge. Seega

Valemid (6.12), (6.13), (6.14) võimaldavad märgata olulist seaduspärasust. Kui keha liigub sirgjooneliselt, on gravitatsiooni poolt tehtav töö igal juhul võrdne suuruse kahe väärtuse erinevusega, mis sõltub keha asenditest aja alg- ja lõpuhetkel. Need asendid määratakse kõrguste järgi h 1 Ja h 2 kehad Maa pinnast kõrgemal.
Veelgi enam, töö, mida teeb gravitatsioon massikeha liigutamisel mühest asendist teise ei sõltu trajektoori kujust, mida mööda keha liigub. Tõepoolest, kui keha liigub mööda kõverat Päike (Joon.6.8), siis, esitades selle kõvera astmelise joonena, mis koosneb lühikese pikkusega vertikaalsetest ja horisontaalsetest lõikudest, näeme, et horisontaallõigetes on raskusjõu poolt tehtav töö null, kuna jõud on nihkega risti ja vertikaalsete lõikude töö summa on võrdne tehtud tööga, mis oleks gravitatsioonijõud keha liigutamisel piki vertikaalset pikkusesegmenti h 1 - h 2.

Seega kõverat mööda liikudes tehtav töö on Päike on võrdne:

Kui keha liigub mööda suletud trajektoori, on raskusjõu poolt tehtav töö null. Tegelikult lase kehal liikuda mööda suletud kontuuri VSDMV (Joon.6.9). Saitidel Päike Ja DM gravitatsioonijõud teeb tööd, mis on absoluutväärtuselt võrdne, kuid märgilt vastupidine. Nende tööde summa on null. Järelikult on raskusjõu poolt kogu suletud ahelale tehtav töö samuti null.

Selliste omadustega jõude nimetatakse konservatiivne.
Niisiis, gravitatsiooni töö ei sõltu keha trajektoori kujust; selle määrab ainult keha alg- ja lõppasend. Kui keha liigub mööda suletud rada, on gravitatsiooni poolt tehtav töö null.

2. Elastsusjõu töö

Nagu gravitatsioon, on ka elastsusjõud konservatiivne. Selle kontrollimiseks arvutame välja töö, mida vedru teeb koorma teisaldamisel.
Joonisel 6.10a on kujutatud vedru, mille üks ots on fikseeritud ja teise otsa on kinnitatud kuul. Kui vedru on venitatud, mõjub see pallile jõuga ( Joonis 6.10, b), mis on suunatud kuuli tasakaaluasendisse, milles vedru ei deformeeru. Vedru esialgne pikenemine on . Arvutagem töö, mida teeb elastsusjõud palli liigutamisel koordinaadiga punktist x 1 koordinaadiga punktini x 2. Jooniselt 6.10, c on selge, et nihkemoodul on võrdne:

kus on vedru lõplik pikenemine.

Valemi (6.2) abil on võimatu arvutada elastsusjõu tööd, kuna see valem kehtib ainult konstantse jõu korral ja vedru deformatsiooni muutumisel elastsusjõud konstantseks ei jää. Elastsusjõu töö arvutamiseks kasutame graafikut elastsusjõu mooduli sõltuvuse kohta kuuli koordinaatidest ( Joon.6.11).

Jõu rakenduspunkti nihkele suunatud jõu projektsiooni konstantsel väärtusel saab selle töö määrata sõltuvusgraafikult Fx alates x ja et see töö on arvuliselt võrdne ristküliku pindalaga. Suvalise sõltuvusega Fx alates x, jagades nihke väikesteks segmentideks, millest igaühes võib jõudu pidada konstantseks, näeme, et töö on arvuliselt võrdne trapetsi pindalaga.
Meie näites elastsusjõu töö selle rakenduspunkti liigutamisel arvuliselt võrdne trapetsi pindalaga BCDM. Seega

Vastavalt Hooke'i seadusele ja . Nende jõudude asendamine võrrandis (6.17) ja sellega arvestamine , saame

Või lõpuks

Vaatlesime juhust, kui elastsusjõu ja keha nihke suunad langesid kokku: . Kuid elastsusjõu tööd oleks võimalik leida siis, kui selle suund on keha liikumisega vastupidine või moodustab sellega suvalise nurga, samuti kui keha liigub mööda suvalise kujuga kõverat.
Kõigil neil juhtudel keha liigutused mõju all elastsed jõud jõuaksime sama töö valemini (6.18). Elastsusjõudude töö sõltub ainult vedru deformatsioonist nii alg- kui lõppseisundis.
Seega ei sõltu elastsusjõu töö trajektoori kujust ja nagu raskusjõud, on ka elastsusjõud konservatiivne.

3. Potentsiaalne energia

Kasutades Newtoni teist seadust, et liikuva keha puhul saab mis tahes laadi jõudude tööd kujutada keha kiirusest sõltuva teatud suuruse kahe väärtuse erinevusena - väärtuste erinevusena. keha kineetilisest energiast aja viimasel ja algsel hetkel:

Kui kehadevahelised vastasmõjujõud on konservatiivsed, siis jõudude selgesõnalisi väljendeid kasutades oleme näidanud, et selliste jõudude tööd saab esitada ka teatud suuruse kahe väärtuse erinevusena, sõltuvalt suhtelisest asendist. kehad (või ühe kehaosad):

Siin on kõrgused h 1 Ja h 2 määrata keha ja Maa suhteline asend ning pikenemised ja määrata deformeerunud vedru pöörete suhteline asend (või mõne muu elastse keha deformatsioonide väärtused).
Väärtus, mis on võrdne kehamassi korrutisega m vabalangemise kiirenduseni g ja kõrgusele h nimetatakse Maa pinnast kõrgemaid kehasid keha ja Maa vahelise vastasmõju potentsiaalne energia(ladina sõnast "potents" - positsioon, võimalus).
Leppigem kokku potentsiaalse energia tähistamises tähega E lk:

Väärtus, mis võrdub poolega elastsusteguri korrutisest k nimetatakse keha deformatsiooni ruutmeetri kohta elastselt deformeerunud keha potentsiaalne energia:

Mõlemal juhul määrab potentsiaalse energia süsteemi kehade või ühe kehaosade paiknemine üksteise suhtes.
Tuues kasutusele potentsiaalse energia mõiste, suudame potentsiaalse energia muutumise kaudu väljendada mis tahes konservatiivsete jõudude tööd. Koguse muutuse all mõistetakse erinevust selle lõpp- ja algväärtuse vahel, seega .
Seetõttu saab mõlemad võrrandid (6.20) kirjutada järgmiselt:

kus .
Keha potentsiaalse energia muutus on võrdne konservatiivse jõu tehtud tööga, võetud vastupidise märgiga.
See valem võimaldab meil anda potentsiaalse energia üldise definitsiooni.
Potentsiaalne energia süsteem on kehade asendist sõltuv suurus, mille muutumine süsteemi üleminekul algolekust lõppseisundisse võrdub süsteemi sisemiste konservatiivsete jõudude tööga, võetuna vastupidise märgiga.
Märk “-” valemis (6.23) ei tähenda, et konservatiivsete jõudude töö on alati negatiivne. See tähendab ainult seda, et potentsiaalse energia muutusel ja jõudude tööl süsteemis on alati vastupidised märgid.
Näiteks kui kivi kukub Maale, väheneb selle potentsiaalne energia, kuid gravitatsioon teeb positiivset tööd ( A>0). Seega A ja neil on valemi (6.23) kohaselt vastandmärgid.
Potentsiaalse energia nulltase. Võrrandi (6.23) kohaselt määrab konservatiivsete vastasmõjujõudude töö mitte potentsiaalse energia enda, vaid selle muutumise.
Kuna töö määrab ainult potentsiaalse energia muutumise, siis mehaanikas on ainult energia muutusel füüsiline tähendus. Seetõttu saate meelevaldselt vali süsteemi olek, milles selle potentsiaalne energia loeb võrdne nulliga. See olek vastab potentsiaalse energia nulltasemele. Mitte ühtki nähtust looduses ega tehnoloogias ei määra potentsiaalse energia väärtus ise. Oluline on erinevus potentsiaalse energia väärtuste vahel kehade süsteemi lõpp- ja algolekus.
Nulltaseme valik tehakse erineval viisil ja see on tingitud ainult mugavuse kaalutlustest, st energia jäävuse seadust väljendava võrrandi kirjutamise lihtsusest.
Tavaliselt valitakse nullpotentsiaaliga olekuks süsteemi minimaalse energiaga olek. Siis on potentsiaalne energia alati positiivne või võrdne nulliga.
Seega on süsteemi "keha - Maa" potentsiaalne energia suurus, mis sõltub keha asendist Maa suhtes ja mis on võrdne konservatiivse jõu tööga keha liigutamisel selle asukohast maapinnale. punkt, mis vastab süsteemi potentsiaalse energia nulltasemele.
Vedru puhul on potentsiaalne energia deformatsiooni puudumisel minimaalne ja "kivi-Maa" süsteemi puhul - kui kivi asub Maa pinnal. Seega esimesel juhul ja teisel juhul . Kuid nendele avaldistele saate lisada mis tahes konstantse väärtuse C, ja see ei muuda midagi. Võib oletada, et.
Kui teisel juhul paneme , siis see tähendab, et "kivi-maa" süsteemi nullenergia tasemeks võetakse energia, mis vastab kivi asukohale kõrgusel. h 0 Maa pinna kohal.
Isoleeritud kehade süsteem kaldub olekusse, kus selle potentsiaalne energia on minimaalne.
Kui te keha ei hoia, kukub see maapinnale ( h=0); Kui vabastate venitatud või kokkusurutud vedru, läheb see tagasi oma deformeerimata olekusse.
Kui jõud sõltuvad ainult süsteemi kehade vahekaugustest, siis nende jõudude töö ei sõltu trajektoori kujust. Seetõttu saab tööd kujutada kui erinevust teatud funktsiooni, mida nimetatakse potentsiaalseks energiaks, väärtuste vahel süsteemi lõpp- ja algolekus. Süsteemi potentsiaalse energia väärtus oleneb mõjuvate jõudude olemusest ja selle määramiseks on vaja ära näidata null võrdlustase.