Энергия – физическая величина, характеризующая способность тела совершать работу. Потенциальная энергия – это энергия взаимодействия, зависит от взаимного расположения взаимодействующих тел или частей одного и того же тела: Eп = mgh. Потенциальной энергией обладают тела, поднятые над землей, упруго деформированные тела, сжатые газы. 

Кинетическая энергия – это энергия движения тел, зависит от массы и скорости движения тел: Ек = mv2/2.

Рассмотрим пример, падение резинового шарика. 

Резиновый шарик поднимем над поверхностью стола. В этой точке шарик обладает потенциальной энергией Еп = mgh, кинетическая энергия шарика равна нулю, так как его скорость равна нулю. Отпустим шарик. При падении высота шарика над уровнем стола уменьшается, значит, уменьшается его потенциальная энергия. Скорость шарика при падении увеличивается под действием силы тяжести, следовательно, увеличивается кинетическая энергия шарика. В момент удара кинетическая скорость шарика максимальна, а потенциальная энергия равна нулю, так как высота над уровнем стола будет равна нулю. Куда делась потенциальная энергия и откуда появилась кинетическая энергия шарика?

По закону сохранения энергии знаем, что энергия не возникает из ничего и никуда не исчезает. В этом примере энергия одного и того же тела – шарика – переходит из одного вида в другой: потенциальная энергия поднятого над столом шарика превращается в кинетическую энергию. Когда шарик отпрыгнет от поверхности стола, то начнется превращение кинетической энергии поступательного движения шарика в потенциальную энергию.

Рассмотрим колебания нитяного маятника. Оттянем шарик вправо. При этом шарик приподнимется на некоторую высоту над своим положением равновесия и будет иметь максимальную потенциальную энергию. Если шарик отпустить, то под действием силы тяжести он начнет двигаться, постепенно увеличивая свою скорость. Значит, будет увеличиваться и его кинетическая энергия. Одновременно с этим шарик будет опускаться, и его потенциальная энергия будет уменьшаться. В точке равновесия потенциальная энергии шарика окажется наименьшей, а кинетическая энергия – наибольшей. За счет запаса кинетической энергии шарик будет двигаться влево вверх. Это приведет к подъему шарика над точкой равновесия и, следовательно, к увеличению его потенциальной энергии. Одновременно его скорость и кинетическая энергия будут уменьшаться.

И в этом примере энергия шарика превращается из одного вида в другой: из кинетической энергии поступательного движения шарика в потенциальную энергию шарика под действием силы тяжести и наоборот.

Рассмотрим колебания пружинного маятника. Оттянем груз вниз. Пружина растянется, она будет обладать потенциальной энергией. Отпустим груз. Под действием силы упругости пружина будет сжиматься, ее потенциальная энергия уменьшается, одновременно груз начинает двигаться, и его кинетическая энергия увеличивается. Кроме этого, начнет увеличиваться и потенциальная энергия груза под действием силы тяжести, так как груз будет находиться выше относительно земли.

В этом примере энергия претерпевает два изменения: она превращается из одного вида в другой и переходит от одного тела к другому: от пружины к грузу. При движении груза вниз происходят обратные превращения энергии.

Переход энергии из одного вида в другой или от одного тела к другому мы можем увидеть при выстреле из пружинного пистолетика: потенциальная энергия сжатой пружины превращается в кинетическую энергию движения шарика.

Итак, из многочисленных наблюдений за превращениями энергии ученые пришли к закону сохранения энергии:энергия не возникает из ничего и никуда не исчезает, а только переходит от одного тела к другому или превращается из одного вида в другой.

Важно запомнить:

Энергия – физическая величина, характеризующая способность тела совершать работу.

Потенциальная энергия – это энергия взаимодействия, зависит от взаимного расположения взаимодействующих тел или частей одного и того же тела: Еп= mgh. Потенциальной энергией обладают тела, поднятые над землей, упруго деформированные тела, сжатые газы.

Кинетическая энергия – это энергия движения тел, зависящая от массы и скорости движения тел: Ек = mv2/2.

Энергия может переходить от одного тела к другому и может превращаться из одного вида в другой.

При движении и взаимодействии тел потенциальная энергия одного тела превращается в кинетическую энергию этого же или другого тела. Кинетическая энергия одного тела может превратиться в потенциальную или кинетическую энергию другого тела.