Номер 1, страница 173 - гдз по физике 9 класс учебник Грачев, Погожев

Глава 4. Механическая работа. Механическая энергия. Закон сохранения механической энергии. Параграф 27. Потенциальная энергия. Вопросы - номер 1, страница 173.

Условие.

1. Что называют потенциальной энергией?

Решение.

1. Что называют потенциальной энергией?

Потенциальная энергия ($E_p$) — это энергия, которая определяется взаимным расположением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела. Она представляет собой «запасенную» энергию системы, которая может быть преобразована в кинетическую энергию (энергию движения), когда тела в системе меняют свое положение под действием внутренних сил.

Ключевые особенности потенциальной энергии:

• Это энергия взаимодействия. Нельзя говорить о потенциальной энергии одного изолированного тела; она всегда характеризует систему как минимум из двух взаимодействующих объектов (например, система «Земля-мяч» или «пружина-груз»).
• Она связана с работой консервативных сил (сила тяжести, сила упругости, электростатическая сила). Работа, совершаемая консервативной силой, равна изменению потенциальной энергии системы, взятому с обратным знаком: $A = E_{p1} - E_{p2} = -\Delta E_p$. Это означает, что если потенциальная энергия уменьшается, то консервативные силы совершают положительную работу, и наоборот.
• Значение потенциальной энергии зависит от выбора нулевого уровня — положения системы, в котором ее потенциальная энергия условно принимается равной нулю. Поэтому физический смысл имеет не само значение потенциальной энергии, а ее изменение ($\Delta E_p$) при переходе системы из одного состояния в другое.

Примеры видов потенциальной энергии:

1. Гравитационная потенциальная энергия. Это энергия системы тел, обусловленная их взаимным гравитационным притяжением. Для тела массой $\text{m}$, находящегося на высоте $\text{h}$ над поверхностью Земли (где $\text{h}$ значительно меньше радиуса Земли), она вычисляется по формуле:

$E_p = mgh$

где $\text{g}$ — ускорение свободного падения.

2. Потенциальная энергия упруго деформированного тела. Это энергия, запасенная в теле при его упругой деформации (растяжении, сжатии, изгибе). Для пружины жесткостью $\text{k}$, растянутой или сжатой на величину $\text{x}$ от положения равновесия, она равна:

$E_p = \frac{kx^2}{2}$

Ответ: Потенциальной энергией называют часть полной механической энергии системы, которая зависит от взаимного расположения ее частей (тел или частиц) и характера сил взаимодействия между ними.