ГЛАВА 11. ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Одним из способов формализовать и, следовательно, упросить использование теоремы об изменении кинетической энергии, является введение потенциальной энергии – величины, позволяющей легко находить работы тех или иных сил. Кроме того, потенциальная энергия имеет и самостоятельный смысл в связи с законом сохранения механической энергии. Но прежде, чем ввести потенциальную энергию отметим одно интересное обстоятельство, связанное с этой величиной. Логика введения потенциальной энергии достаточно сложна, как правило, трудно «входит в умы» школьников и редкоредко какой-нибудь хороший школьник может грамотно и точно рассказать об этой величине. Но при этом использовать потенциальную энергию очень просто: для этого достаточно запомнить принцип применения закона сохранения механической энергии и формулы для потенциальных энергий нескольких сил. И многие школьники, даже плохо понимая, что такое потенциальная энергия, могут ее правильно использовать для решения задач. Вот такая счастливая судьба у этой величины ...

Итак, сформулируем определение потенциальной энергии. Все действующие между телами силы можно разделить на две группы: потенциальные (или консервативные) и непотенциальные. Потенциальными называют такие силы, работа которых, совершаемая при перемещении некоторого тела, не зависит от траектории, по

Рис. 11.1

которой перемещается это тело, а определяется только его начальным и конечным положением. Это означает следующее. Пусть тело движется в поле некоторой силы, т.е. на него в каждой точке пространства действует эта сила. Пусть, далее, мы переносим тело из некоторой точки 1 в некоторую точку 2 по нескольким траекториям (рис. 11.1).

167/597