ენერგია. მექანიკური ენერგიის სახეები. მუშაობა და ენერგია

ენერგია - ფიზიკური სიდიდეა, რომელიც ახასიათებს სხეულის ან სხეულთა სისტემის მდგომარეობას მათი მოძრაობით და ურთიერთქმედებით. მექანიკაში სხეულის ან სხეულთა სისტემის განისაზღვრება სხეულთა ურთიერთგანლაგებით და მათი სიჩქარეებით. სხეულის მდგომარეობის ცვლილებისას (ენერგიის ცვლილებისას) სრულდება მექანიკური მუსაობა. ამდენად სისტემის ერთი მდგომარეობიდან მეორეში გადასვლისას ენერგიის ცვლილება გარე ძალების მუშაობის ტოლია. მექანიკური მუშაობა არის სხეულის ენერგიის ცვლილების ზომა.

\(\Delta E=A\)

მექანიკაში გამოყოფენ ორი სახის ენერგიას:

კინეტიკურ ენერგიასა და პოტენციურ ენერგიას.

კინეტიკური ენერგია.

კინეტიკური ენერგია არის მოძრავი სხეულის ენერგია. (ბერძ. სიტყვაkinema - მოძრაობა). კინეტიკური ენერგიის განსაზღვრების თანახმად მოცემულ სისტემაში უძრავი სხეულის კინეტიკური ენერგია არის ნული.

ვთქვათ სხეული მოძრაობს მუდმივი  ძალის გავლენით ძალის მოქმედების მიმართულებით.

მაშინ: .    

რადგან   .

რადგან მოძრაობა არის თანაბარაჩქარებული, ამიტომ: .

შესაბამისად: .

 - კინეტიკური ენერგია ეწოდება სიდიდეს, რომელიც ტოლია სხეულს მასისა და მისი სიჩქარის კვადრატის ნახევრის.

[E_k]=ჯ.

კინეტიკური ენერგია არის ფარდობითი სიდიდე, რომელიც დამოკიდებულია ათვლის სისტემის არჩევაზე,რადგან სხეულის სიჩქარე დამოკიდებულია ათვლის სისტემის არჩევაზე.

მუშაობა - ეს ფორმულა გამოსახავს კინეტიკური ენერგიის თეორემას: სხეულის (მატერიალური წერტილის) კინეტიკური ენერგიის ცვლილება დროის რაღაც შუალედში) ტოლია მუსაობისა, რომელსაც ასრულებს ამავე სხეულზე ამ დროის განმავლობაში მოქმედი ძალა

ეს თეორემა სამართლიანია ნებისმიერი მოძრაობისთვის და ნებისმიერი ბუნების ძალისთვის. თუ სხეული ჩქარდება უძრაობის მდგომარეობიდან, მაშინ E_k1=0.    და A = E_k2.  შესაბამისად, კინეტიკური ენერგია რიცხობრივად ტოლია იმ მუშაობისა, რომელიც უნდა შესრულდეს, რათა უძრაობის მდგომარეობიდან აჩქარდეს სხეული სიჩქარის მოცემულ მნიშვნელობამდე.

დასკვნა: ძალის მუშაობა ტოლია სხეულის კინეტიკური მუშაობი ცვლილებისა, ანუ.  A = ΔE_k. ამასთან, A>0, თუ E_k იზრდება და А<0, თუ E_k<0.

A = ΔE_k