Физические основы классической механики

Потенциальная энергия упругой деформации.

Потенциальной энергией может обладать не только система взаимодействующих тел, но и отдельно взятое упруго деформированное тело (например, сжатая или растянутая пружина и т.п.).

В этом случае потенциальная энергия зависит от взаимного расположения отдельных частей тела (например, от расстояния между соседними витками пружины). Возьмем материальную точку , закрепленную на конце пружины. Положение этой точки будет описываться радиус-вектором , на неё действует возвращающая сила упругой деформации . Вычислим элементарную работу, которую необходимо затратить на дополнительное растяжение пружины на величину . Эта работа увеличит запас потенциальной энергии на .

.

Итак, мы получили формулу для потенциальной энергии упруго сжатой или растянутой пружины.

  – потенциальная энергия, обусловленная действием сил упругости.

Потенциальные кривые. Потенциальные ямы и барьеры

Потенциальная кривая – это кривая, выражающая зависимость потенциальной энергии от координаты. Потенциальные кривые позволяют качественно описать характер движения тела. Приведем примеры потенциальных кривых:

Первый закон Ньютона: всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние. Те системы, по отношению к которым выполняется первый закон Ньютона, называются инерциальными системами отсчета.
Механическая энергия