Закон сохранения энергии
При движении тела его энергия может перекачиваться туда-обратно между движением (кинетической энергией) и положением (потенциальной энергией), но полная механическая энергия остаётся неизменной, пока трение и сопротивление воздуха ничего не воруют. Падающее тело меняет высоту на скорость, а поднимающееся — скорость на высоту; сумма никогда не меняется.
E = ½ · m · v² + m · g · h
- E — полная механическая энергия (J): суммарная энергия движения и положения, постоянная без трения
- m — масса (kg): сколько вещества в теле
- v — скорость (m/s): как быстро тело движется в этот момент
- g — ускорение свободного падения (m/s²): сила гравитационного притяжения, около 9.8 m/s² у поверхности Земли
- h — высота (m): насколько высоко тело над опорным уровнем
Шар массой 2 кг проходит точку на высоте 5 м над землёй, двигаясь со скоростью 4 м/с. Используя g = 9.8 метра в секунду за секунду, чему равна его полная механическая энергия?
- m = 2 kg
- v = 4 m/s
- h = 5 m
- E = ½ · m · v² + m · g · h
- E = ½ · 2 kg · (4 m/s)² + 2 kg · 9.8 m/s² · 5 m
E = 114 J