Номер 2, страница 191, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 5. Законы сохранения в механике. Параграф 47. Закон сохранения механической энергии. Повторим изученное - номер 2, страница 191.

Условие.

• Что такое потенциальная энергия?

Решение.

Что такое потенциальная энергия?

Потенциальная энергия (обозначается $E_p$ или $\text{U}$) — это часть полной механической энергии системы, которая определяется взаимным расположением составляющих её тел или частиц и характером сил взаимодействия между ними. Простыми словами, это «запасённая» энергия, которая может быть преобразована в кинетическую энергию (энергию движения) или в работу при изменении конфигурации системы.

Термин «потенциальная» означает, что система обладает потенциалом для совершения работы. Эта энергия существует только для систем, в которых действуют консервативные силы (например, сила тяжести, сила упругости, электростатическая сила). Особенность консервативных сил в том, что их работа при перемещении тела между двумя точками не зависит от траектории, а только от начального и конечного положений. Изменение потенциальной энергии равно работе консервативных сил, взятой со знаком минус: $\Delta E_p = -A_{конс}$.

Наиболее известные виды потенциальной энергии:

1. Гравитационная потенциальная энергия: энергия тела, поднятого на высоту $\text{h}$ над условным нулевым уровнем (например, поверхностью Земли). Она вычисляется по формуле:
$E_p = mgh$
где $\text{m}$ — масса тела, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, $\text{h}$ — высота.

2. Потенциальная энергия упругой деформации: энергия, запасённая в деформированном (растянутом или сжатом) упругом теле, например, в пружине. Её формула:
$E_p = \frac{kx^2}{2}$
где $\text{k}$ — жёсткость пружины, $\text{x}$ — её удлинение или сжатие.

Важной особенностью потенциальной энергии является то, что физический смысл имеет не её абсолютное значение, а её изменение. Поэтому нулевой уровень, от которого отсчитывается потенциальная энергия, можно выбирать произвольно, исходя из удобства для решения конкретной задачи.

Ответ: Потенциальная энергия — это энергия, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или их частей. Это «скрытая» энергия системы, которая может превратиться в энергию движения (кинетическую) или совершить работу. Примерами служат энергия тела, поднятого над землей ($E_p = mgh$), и энергия сжатой или растянутой пружины ($E_p = \frac{kx^2}{2}$).