Физика · 7 класс. Изучите схему, разберите примеры и проверьте себя.
Энергия и работа
Поднятый груз, движущаяся тележка и сжатая пружина могут совершить механическую работу. Энергия — физическая величина, характеризующая состояние тела или системы и возможность совершения работы. Работа силы описывает передачу энергии при действии силы и перемещении точки её приложения. Работу и энергию измеряют в джоулях, Дж. Мощность измеряют в ваттах: это другая величина.
Кинетическая энергия
Энергия движения называется кинетической. У движущегося относительно дороги автомобиля она ненулевая. Если тело покоится в выбранной системе отсчёта, кинетическая энергия его поступательного движения в этой системе равна нулю. Пассажир может покоиться относительно вагона и двигаться относительно платформы, поэтому систему отсчёта нужно указывать.
Потенциальная энергия
Энергия взаимодействия, зависящая от взаимного положения тел или частей тела, называется потенциальной. Поднятый груз взаимодействует с Землёй; при подъёме потенциальная энергия системы «груз — Земля» увеличивается. Сжатая или растянутая пружина тоже обладает потенциальной энергией, связанной с взаимодействием её частей. Её расчёт по деформации в этом курсе не требуется.
Механическая энергия
В простой модели сумма кинетической и потенциальной энергий называется механической: Eмех = Eк + Eп. Летящий над полом мяч может иметь обе формы. Если мяч остановился, это не означает исчезновения всей его энергии: нужно рассмотреть потенциальную, внутреннюю и другие формы и взаимодействие с окружающими телами.
Единицы и отсчёт
1 кДж = 1000 Дж. Перед сложением энергии выражают в одинаковых единицах. Для кинетической энергии выбирают систему отсчёта, для потенциальной — нулевой уровень или другое условие отсчёта. Численное значение потенциальной энергии само по себе не определяет движение: изменение нулевого уровня не меняет силы и разности энергий между теми же положениями.
Что происходит при трении
Скользящий брусок тормозится, а соприкасающиеся поверхности нагреваются. Механическая энергия может уменьшиться, переходя во внутреннюю энергию. Энергия не исчезает бесследно. Закон сохранения общей энергии нельзя подменять утверждением, что механическая энергия любого тела всегда постоянна.
Проверьте себя
В каких единицах измеряют работу и энергию?
В джоулях, Дж. Мощность измеряют в Вт.
Мяч летит над полом. Какие механические энергии он может иметь?
Кинетическую в системе пола и потенциальную взаимодействия с Землёй относительно выбранного уровня.
Сжатая пружина неподвижна. Есть ли у неё потенциальная энергия деформации?
Да. Она связана с взаимодействием частей пружины.
Брусок остановился из-за трения. Исчезла ли энергия?
Нет. Механическая энергия может перейти во внутреннюю энергию бруска и поверхности.