Из сравнения формул (3.20) и (3.23) видно, что работа силы упругости также равна изменению некоторой величины, в этом случае
kx2
2,
которая тоже является энергией взаимодействия, то есть потенциальной энергией упругоде-формированной
пружины:
● Потенциальная энергия упругодеформированного тела равна половине
произведения ее жесткости на квадрат растяжения (или сжатия):
Ep = kx2
2 . (3.24)
Применение. Исследование-2
Задача 2.
Вертолет массой 𝑚 = 2500кг находится на высоте ℎ1= 50 м над поверхностью Земли.
На какой высоте его потенциальная энергия увеличится на Δ𝐸p = 750 кДж?
Задача 3.
Пружина жесткостью 300
Н
м
под действием внешней силы сжалась на 2 см. Какую
дополнительную работу должна совершить внешняя сила, чтобы сжать пружину еще на 2см?
Примечание.
Для сжатия пружины из положения 𝑥1 в положение 𝑥2 внешние силы
совершают работу:
A = k
2
(x22 - x12).
Обсуждение результатов:
- Почему работа, совершенная силой тяжести, не зависит от формы траектории движения
тела?
- Если тело, начав движение из точки 1 по некоторой траектории 𝑎𝑏, снова окажется в точке
1, то:
a) чему будет равна работа силы тяжести, действующей на него?
b) чему равно изменение потенциальной энергии тела?
c) как изменяется потенциальная энергия тела?
Применение в повседневной жизни:
Ученик хочет забросить мяч
массой 100 гр, на балкон, находящийся на высоте 3 м от точки
броска. Однако он не смог правильно рассчитать силу броска: мяч
поднялся на высоту 7 м и только затем упал на балкон (f).
-
Чему равна работа, совершенная силой тяжести вдоль всей траектории
(g=10 m/с2)?
Провести самооценку:
- Какие понятия повторили на уроке? Что из этого вы хорошо
поняли, а что осталось вам не ясным?
- Чему равна работа, совершенная силой тяжести?
- Почему сила тяжести считается консервативной силой?
- В каком случае говорят, что тело обладает потенциальной энергией?
- От чего зависит потенциальная энергия упруго деформированного тела?
ЧТО ВЫ УЗНАЛИ?
Запишите дайте объяснения в рабочем листке определения нижеприведенных понятий и
утверждений: “работа силы тяжести”, “потенциальная энергия”, “теорема о потенциальной
энергии”, “потенциальная энергия приобретает отрицательное значение ...”, “потенциальная
энергия приобретает положительное значение...” “консервативная сила”, “потенциальная
энергия упруго деформированного тела”.