Потенциальная энергия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Потенциальная энергия $U(\vec r)$ — часть механической энергии системы тел; работа, которую необходимо совершить против действующих сил, чтоб перенести тело из некой точки отсчёта в данную точку.

К примеру, потенциальная энергия тела, вблизи поверхности земли, рассчитывается по формуле E=mgh, где m - масса тела, g=9.8, h - расстояние, за ноль принимется поверхность земли.

Из определения понятно, что величина потенциальной энергии — относительна. Она отсчитывается от некой точки пространства, выбор которой определяется удобством дальнейших вычислений. Понятно, также, что корректное определение потенциальной энергии может быть дано только в поле сил, работа которых зависит только от начального и конечного положения тел, но не от пути их перемещения. Такие силы называются консервативными.

Примеры полей, в которых можно ввести потенциальную энергию: поле сил всемирного тяготения, электростатическое поле, поле сил упругих деформаций и пр.

К примеру кулоновское поле, описывается потенциальной энергией $U \thicksim\frac{1}{\overrightarrow {r}}$ , учитывая, что сила находится, как $\vec F=- \nabla U$ , то в кулоновском поле $F \thicksim \frac{1}{\overrightarrow {r}^2}$ . Примерами таких сил, являются силы гравитации, кулоновские силы и др.