Номер 3, страница 127, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

3. Является ли потенциальная энергия относительной величиной? Почему?

3. Решение

Да, потенциальная энергия является относительной величиной. Это означает, что ее числовое значение зависит от выбора системы отсчета.

Причина в том, что для вычисления потенциальной энергии необходимо выбрать "нулевой уровень" — точку или состояние, где потенциальная энергия считается равной нулю. Этот выбор, как правило, произволен. Поскольку значение потенциальной энергии напрямую зависит от этого выбора, она не является абсолютной величиной.

Рассмотрим пример с книгой массой $\text{m}$, лежащей на столе. Пусть высота стола над полом равна $\text{H}$.

• Если за нулевой уровень ($h=0$) принять поверхность стола, то потенциальная энергия книги будет $E_p = mg \cdot 0 = 0$.
• Если за нулевой уровень ($h=0$) принять поверхность пола, то высота книги будет $\text{H}$, и ее потенциальная энергия составит $E_p = mgH$.

Оба значения потенциальной энергии верны, но они относятся к разным системам отсчета (разным нулевым уровням). Это и доказывает, что потенциальная энергия относительна. В физике важны не абсолютные значения потенциальной энергии, а их разность, так как именно изменение потенциальной энергии связано с совершаемой работой и переходом энергии из одной формы в другую.

Ответ: Да, потенциальная энергия является относительной величиной, потому что ее значение зависит от произвольного выбора нулевого уровня (точки отсчета), относительно которого она измеряется.