Поўная механічная энергія тэл і сістэм

Велічыня, якая прыраўноўваецца да палове ад творы масы дадзенага цела на хуткасць гэтага цела ў квадраце, называецца ў фізіцы кінэтычнай энергіяй цела або энергіяй дзеянні. Змяненне або зменлівасць кінэтычнай або рухаючай энергіі цела за некаторы час будзе роўна працы, якая была здзейснена за дадзены час пэўнай сілай, якая дзейнічае на дадзенае цела. Калі праца якой-небудзь сілы па замкнёнай траекторыі любога тыпу будзе роўная нулю, то сілу такога роду называюць патэнцыйнай сілай. Праца такіх патэнцыйных сіл не будзе залежаць ад таго, па якой траекторыі рухаецца цела. Такая праца вызначаецца пачатковым становішчам цела і яго канчатковым становішчам. Кропка пачатку адліку або нуль для патэнцыйнай энергіі можа быць абраная абсалютна адвольна. Велічыня, якая будзе роўная рабоце, дасканалай патэнцыйнай сілай для перамяшчэння цела з дадзенага становішча ў нулявую кропку, называецца ў фізіцы патэнцыйнай энергіяй цела або энергіяй стану.

Для розных відаў сіл у фізіцы існуюць розныя формулы вылічэнні патэнцыйнай або стацыянарнай энергіі цела.

Праца, дасканалая патэнцыяльнымі сіламі, будзе роўная змене гэтай патэнцыяльнай энергіі, якое павінна быць ўзята па супрацьлеглым знаку.

Калі скласці кінэтычную і патэнцыйную энергію цела, то атрымаецца велічыня, якая называецца поўная механічная энергія цела. У становішчы, калі сістэма некалькіх тэл з'яўляецца кансерватыўнай, для яе справядлівы закон захавання або сталасці механічнай энергіі. Кансерватыўная сістэма тэл - гэта такая сістэма тэл, якая схільная дзеянню толькі толькі тых патэнцыйных сіл, што не залежаць ад часу.

Закон захавання або сталасці механічнай энергіі гучыць так: «Падчас любых працэсаў, якія адбываюцца ў некаторай сістэме тэл, яе поўная механічная энергія заўсёды застаецца нязменнай». Такім чынам, поўная або ўся механічная энергія любога цела або любой сістэмы тэл застаецца пастаяннай, калі гэтая сістэма тэл з'яўляецца кансерватыўнай.

Механічная энергія любой сістэмы, якая складаецца з n кропак, бесперапынна якія ўзаемадзейнічаюць паміж сабой, роўная суме патэнцыйнай стацыянарнай і кінэтычнай рухаючай энергіі сістэмы кропак. Калі сістэма гэтых кропак знаходзіцца ў вонкавым полі, у якім дзейнічаюць кансерватыўныя або пастаянныя сілы, то тады поўная механічная энергія дадзенай сістэмы прыраўноўваецца да сумы патэнцыйнай стацыянарнай і кінэтычнай рухаючай энергіі з прыбыткам да яе патэнцыйнай энергіі дадзенай сістэмы ў вонкавым полі. Калі ў сістэме прысутнічаюць і неконсервативные сілы, тады поўная механічная энергія сістэмы не можа захавацца, а пачынае меншаць і яе змяншэнне роўная рабоце неконсервативных сіл у гэтай сістэме.

Калі на часціцу ў сістэме будуць дзейнічаць толькі неконсервативные сілы, то сума патэнцыйнай і кінэтычнай энергіі будзе захоўвацца. Але пры гэтым магчымыя взаимопревращения энергій ў сістэме. Патэнцыйная энергія можа ператварыцца ў кінэтычную, а кінэтычная - у патэнцыйную энергію.

Закон захавання або сталасці поўнай або ўсёй механічнай энергіі заўсёды інварыянт, гэта значыць не змяняецца яго форма запісу, нават пры змене пачатковай кропкі адліку часу. Гэта з'яўляецца следствам з закона аднастайнасці часу.

Калі на сістэму пачынаюць дзейнічаць дысіпатыўных сілы, напрыклад, такія як сіла трэння, то надыходзіць паступовае памяншэнне або змяншэнне механічнай энергіі гэтай замкнёнай сістэмы. Такі працэс называецца диссипация энергіі. Дысіпатыўных сістэма - гэта сістэма, энергія ў якой можа змяншацца з цягам часу. Падчас диссипации адбываецца поўнае ператварэнне механічнай энергіі сістэмы ў іншую. Гэта цалкам адпавядае ўсеагульнага закону энергіі. Такім чынам, у прыродзе няма цалкам кансерватыўных сістэм. Абавязкова ў любой сістэме тэл або матэрыяльных кропак будзе мець месца тая ці іншая дысіпатыўных сіла.