Enerji. Kinetik və potensial enerji

Materiyanın hərəkət formaları müxtəlifdir cismlərin mexaniki yerdəyişməsi, maddə zərrəciklərinin istilik hərəkəti, nüvə və bioloji proseslər, kimyəvi reaksiyalar və.s. İstənilən formalı hərəkət materiyanın ayrılmaz xassəsidir. Materiyanın müxtəlif formalı hərəkətinin universal kəmiyyət ölçüsü enerjidir.

Materiyanın mütəlif hərəkət formalarına uyğun olaraq enerjinin müxtəlif növlərindən danışmaq olar. Məsələn: mexaniki, daxili, nüvə və.s enerji. Cisimlərin qarşılıqlı təsiri nəticəsində materiyanın hərəkət forması dəyişə bilər, bununla bərabər enejinin növü də dəyişir. Məsələn: sürtünmə nəticəsində cismlər isinirlər- onların mexaniki enerjisi daxili enerjiyə çevrilir.

Enerji növünün dəyişməsi cismə qüvvələrin təsiri ilə və işin görülməsi ilə əlaqədardır. Enerji, cism və ya cismlər sisteminin işgörmə qabiliyyətinə deyilir. Mexanikada 2 növ enerji var- kinetik _, (hərəkətin enerjisi) və potensial (qarşılıqlı təsir enerjisi).Onların cəmi cisim və ya cisimlər sisteminin tam mexaniki enerjisi adlanır.

Hərəkətdə olan cismin enerjisi kinetik enerji adlanır.

Sürəti olan m kütləli cismin kinetik enerjisini tapaq.

Fərz edək ki, m kütləli cisim dəyişən qüvvə təsirindən sürətini - dən - dək artırır və hər hansı əyrixətli trayektoriya üzrə hərəkət edir.

Elementar iş .

Onda ,

yəni əvəzləyici qüvvənin işi cismin kinetik enerjisinin artımına bərabərdir.

Elementar iş üçün .

Kinetik enerji cismin dayananadək görə bildiyi işə bərabərdir. İstənilən halda .

Cismlərin (cismin müxtəlif hissələrinin) qarşılıqlı vəziyyəti (konfiqurasiyası) ilə müəyyən olunan enerji potensial enerji adlanır. Potensial enerji sahələrin mövcudluğu ilə sıx əlaqəlidir(məs: qravitasiya, elektrik və.s sahələr).

Yer səthindən məsafədə olan m kütləli cismin potensial enerjisi

Yer səthində R₁ =0 şərti olaraq qəbul edirik ki, .

Elastik yayın potensial enerjisi

Beləliklə konservativ qüvvələrin işi potensial enerjinin azalmasına bərabərdir:

Elementar iş dA=-dW_p bərabərdir.

Potensial enerjinin qiyməti sıfır səviyyəsinin seçilməsindən asılıdır və sistemin (cismin) sıfırıncı səviyyəyə keçməsi zamanı konservativ qüvvələrin işinə bərabərdir.

Əgər qapalı sistemə yalnız konservativ qüvvələr təsir edərsə, sistemin quruluşunun dəyişməsi zamanı bu qüvvələrin gördüyü iş dA sistemin kinetik enerjinin () və ona bərabər olan (işarəsi isə əks olan) potensial enerjisinin () dəyişməsi ilə müşaiyət olunur.

Buradan alırıq:

Və ya - bu enerjinin saxlanması qanunudur:

daxilində yalnız konservativ qüvvələr təsir edən qapalı sistemin tam mexaniki enerjisi sabit qalır.

Mexaniki enerjidən başqa bir birinə çevrilə bilən digər enerji növləri də məlumdur (nüvə, elektromaqnit, kimyəvi və.s). Təcrübələr göstərir ki, qapalı sistemdə bütün növ enerjilərin ümumi miqdarı, sistemdə baş verən proseslərdən asılı olmayaraq, dəyişməz qalır. Bu təbiətin ümumi qanunu olan tam enerjinin saxlanması və çevrilməsi qanunudur. Bu qanun eyni dərəcədə yaxşı həm mikro, həmdə makrosistemlərdə bütün sahələrdə ödənilir.