Потенциальная энергия. Связь между потенциальной энергией и силой.

Потенциальная энергия это энергия, которой обладает тело вследствие его взаимодействия с другими телами, поэтому она зависит от характера этого взаимодействия и взаимного расположения взаимодействующих тел. Потенциальная энергия численно равна работе, которую совершают консервативные силы поля при перемещении тела из данной точки в положение, где она равна нулю (обычно на бесконечность). Потенциальная энергия может быть положительной отрицательной и равной нулю.

Потенциальная энергия:

а) упругодеформированной пружины ,

б) гравитационного взаимодействия ,

в) тела, находящегося в однородном поле силы тяжести , где h — высота тела над уровнем, принятым за нулевой (формула справедлива при условии h << R, где R—радиус Земли).

Поле, в котором действуют только консервативные силы, называется потенциальным.

Если известна потенциальная энергия в каждой точке поля, то силу, действующую, в каждой точке поля, можно определить по формуле

Закон сохранения механической энергии

Закон сохранения механической энергии:Полная механическая энергия системы, на тела которой действуют только консервативные силы, остается неизменной с течением времени. .

Полная механическая энергия представляет сумму кинетических и потенциальных энергий тел, входящих в систему

Закон всемирного тяготения. Космические скорости.

Закон всемирного тяготения: Все тела в природе взаимодействуют силами притяжения, причем сила взаимодействия между телами прямо пропорциональна их массам и обратно пропорциональна расстоянию между ними

,

где G — гравитационная постоянная; т₁ и m₂ — массы взаимодействующих тел; r — расстояние между телами (тела рассматриваются как материальные точки);

Первая космическая скорость – скорость, которую необходимо сообщить телу, чтобы оно стало искусственным спутником Земли, т.е. вращалось вокруг Земли по круговой орбите.

, v₁=7,9 км/с. Формула справедлива при условии h << R, где R—радиус Земли, h — высота тела над уровнем, принятым за нулевой.

Вторая космическая скорость – скорость, которую необходимо сообщить телу, чтобы оно покинуло пределы земного притяжения. , v₂=11,3 км/с

11. Момент силы и момент импульса, их запись в векторном виде.

Момент силы материальной точки или тела относительно неподвижной точки (полюса) определяется как векторное произведение

,

где r – радиус вектор, направленный от полюса до материальной точки или, в случае тела, до точки приложения силы F.

Момент импульса материальной точки относительно неподвижной точки (полюса)

,

где P– импульс точки.

В случае тела момент импульса равен векторной сумме моментов импульса всех точек тела относительно полюса

,