Теорія:

Енергія характеризує здатність тіла виконувати роботу. Натянута тетива лука, стиснута пружина, піднятий з землі камінь, стиснений газ при певних умовах можуть здійснювати роботу.
 
Потенціальною енергією володіють: 
 
1. Тіла, підняті над поверхнею землі (наприклад, камінь при падінні з висоти утворює на землі воронку).
 
2. Пружно деформовані тіла (наприклад, натягнута тетива лука вистрілює стрілу);
 
3. Стиснуті гази (відстань між молекулами газу зменшується, і збільшується сила відштовхування між ними).
 
Слово потенціальний (potentia) грецькою мовою означає «можливість».
 
Великою потенціальною енергією володіють води водоспаду. Потенціальна енергія води співпадає з роботою сили тяжіння Землі.
 
Потенціальна енергія накопичується у водах річок. Сила тяжіння Землі здійснює роботу, змушуючи річки текти в більш низько розташоване місце - в море. Людина навчилася корисно використовувати потенційну енергію річок. У стародавні часи будували водяні млини, а з \(20\)-го століття  — гідроелектростанції (ГЕС).
 
Гідроелектростанція в Ітайпу, яка знаходиться на кордоні між Бразилією і Парагваєм на річці Парана, на сьогодні є найбільшою дійовою спорудою такого роду у світі. У її греблі (через яку протікає вода) є шлюзи, що складаються з \(14\) воріт, через які за секунду проходить \(62200\) кубометрів води.
 
Itaipu-dam.jpg
Потенціальну енергію тіла, піднятого над опорою на висоту \(h\), розраховують за формулою:
Epot=mgh , де m — маса тіла, а g — прискорення вільного падіння у поверхні Землі.
Потенціальну енергію тіла вимірюють щодо деякого умовного рівня відліку, найчастіше щодо поверхні Землі. В такому випадку приймають, що потенційна енергія тіла на поверхні Землі дорівнює нулю.
 
Зверни увагу!
Тіло одночасно може володіти і потенційною, і кінетичною енергією, і вони можуть переходити одна в іншу.
0cc2swing.gif
Людина, що гойдається на гойдалках, має максимальну потенціальну енергію в найвищій точці підйому, в цій точці гойдалки на мить завмирають і, отже, в цей момент кінетична енергія людини дорівнює нулю.
 
Під час руху зі стану \(1\) у стан \(2\), потенційна енергія зменшується, а кінетична росте (так як висота тіла над рівнем землі зменшується, а швидкість руху тіла зростає).
 
Коли людина знаходиться в найнижчій точці траєкторії руху \(2\), кінетична енергія є найбільшою, так як в цей його момент швидкість найвища. Рухаючись із стану \(2\) в стан \(3\), збільшується потенційна енергія (так як збільшується висота підйому тіла), а кінетична енергія зменшується (так як швидкість руху тіла зменшується).
У замкнутій системі сума кінетичної і потенціальної енергії в будь-який момент часу залишається незмінною.
Сума потенціальної і кінетичної енергії тіла називається повною механічною енергією тіла.
Прив'язаний висок на висоті \(h\) має максимальну потенціальну енергію, а кінетична енергія (енергія руху) в цей час дорівнює \(0\).
 
1.png
 
Коли мотузку перерізають, висок починає вільно падати, висота зменшується, а швидкість збільшується (з прискоренням  \(g\)), відповідно, потенційна енергія зменшується, а кінетична енергія зростає.
 
У кожен момент часу, до моменту зіткнення, сума потенціальної і кінетичної енергії виска однакова.
 
ВУ момент зіткнення енергія виска не зникає, вона передається іншому тілу - цвяху, який під впливом цієї енергії починає рух, йдучи глибше в брус. Деяка частина енергії перетворюється у внутрішню - теплову енергію (так як висок при зіткненні нагрівається).
 
Будь-яке тіло має внутрішню енергію, яка не пов'язана з рухом тіла.
Внутрішню енергію утворює рух атомів і молекул тіла.
Наприклад, в результаті удару частинки починають рухатися інтенсивніше - це проявляється у вигляді нагрівання тіла. Під час стиску пружини змінюється потенціальна енергія частинок.
 
elast.bmp
Натягнута резинка володіє потенціальною енергією, причиною цього є взаємне тяжіння молекул.
Закон збереження енергії:
енергія не зникає і не виникає знову, вона лише перетворюється з одного виду енергії в інший вид енергії або переходить від одного тіла до іншого.
Повна енергія тіла - це сума його механічної і внутрішньої енергії.
 
Повна енергія тіла
Механічна енергія                Внутрішня енергія
Тіла Eпот   Тіла Eкін     Частинок Eпот   Частинок Eкін