Физика
1.4.7.1. Потенциальная энергия тела в однородном поле тяжести
Пример 1. Потенциальная энергия тела массой m, поднятого на высоту h над поверхностью Земли.
Потенциальная энергия тела массой m, поднятого на высоту h над поверхностью Земли.
Пусть материальная точка (тело) массой m находится в точке N(x, y, z) однородного поля силы тяжести (рис.). В качестве начала отсчета потенциальной энергии выберем точку О начала декартовой системы координат. Плоскость xOy совместим с поверхностью Земли.
Потенциальная энергия материальной точки (тела) в точке N поля равна работе силы тяжести, совершаемой при перемещении тела из точки N с координатами x, y, z в точку O с координатами x0 = y0 = z0 = 0. Тогда элементарная работа равна
\(\delta A = \left( {m\vec g{\rm{d}}\vec r} \right) = mg\left| {{\rm{d}}\vec r} \right| \cdot \cos \alpha = - mg{\rm{d}}z\),
где \( - {\rm{d}}z = \left| {{\rm{d}}\vec r} \right| \cdot \cos \alpha \)
При перемещении тела из точки N в точку О работа силы тяжести равна
\(A = - \int\limits_z^0 {mg{\rm{d}}z} = - mg(0 - z) = mgz = mgh\)
Работа силы тяжести при падении тела на Землю равна потенциальной энергии
\({E_\Pi } = mgh\)
если за нуль принята потенциальная энергия тела, лежащего на Земле.
Другие материалы по данной теме
Видео
Потенциальная энергия в однородном поле тяжести. Потенциальная энергия упругой деформации
Определение
Потенциальная энергия тела в данной точке