Фізика. 7 клас. Максимович

§ 36. Механічна енергія та її види

Людину, яка здатна виконувати великий обсяг робіт, називають енергійною. А звідки вона черпає енергію? Звичайно, споживаючи їжу. А що означає слово «енергія»?

Дізнаймося про...

енергію;
види механічної енергії.

1. Енергія

Щоб дати відповідь на запитання, що таке «енергія», проаналізуємо кілька дослідів.

Розглянемо кульку, підвішену на нитці над столом (мал. 36.1). Вона перебуває у стані спокою. Сили, що діють на неї (сила тяжіння і сила пружності нитки), зрівноважують одна одну. Якщо перерізати нитку, сила пружності перестане діяти, а кулька під дією сили тяжіння впаде на стіл, деформуючи його і себе. Отже, кулька виконає механічну роботу.

Мал. 36.1. Падіння кульки

Стиснута пружина, розпрямляючись, теж здатна виконати роботу з переміщення кульки (мал. 36.2).

Мал. 36.2. Випрямляння пружини

Виконують механічну роботу і рухомі тіла. Металева кулька, скотившись з похилої площини, вдаряється в дерев’яний брусок і виконує роботу з його переміщення (мал. 36.3).

Мал. 36.3. Скочування кульки

Про всі тіла у фізиці, які здатні за певних умов виконувати механічну роботу, кажуть, що вони мають енергію.

Енергія — це міра здатності тіла або кількох тіл, які взаємодіють між собою, виконувати роботу. Що більшу роботу виконує тіло, то більшу енергію воно має.

2. Види механічної енергії

Механічна енергія — це фізична величина, що показує, яка робота може бути виконана під час переміщення тіла.

Механічну енергію позначають символом Е. Одиницею вимірювання енергії в системі СІ є джоуль (Дж).

До видів механічної енергії належать: потенціальна енергія (Е_п) і кінетична енергія (Е_к).

Потенціальну енергію має кулька, піднята над поверхнею Землі на певну висоту, стиснута або розтягнута пружина.

Отже, потенціальна енергія — це енергія, зумовлена взаємодією тіл або частин того самого тіла.

Потенціальну енергію тіла, піднятого на висоту h над поверхнею Землі, визначають за формулою:

Е_п = mgh.

Потенціальна енергія залежить від маси тіла та висоти, на якій воно перебуває над поверхнею.

Кінетичну енергію мають усі рухомі тіла (наприклад: кулька, що скочується по похилій площині; птах, що летить; краплина дощу, що падає; транспортний засіб, який рухається).

Кінетична енергія — це енергія, зумовлена рухом тіл, яку визначають за формулою:

Кінетична енергія залежить від маси тіла та його швидкості.

Поміркуйте і дайте відповідь

1. Яку енергію має бджілка, яка сидить на квітці та збирає нектар?

2. Шпак дзьобав черешні на нижній гілці дерева. Потім він перелетів на вершечок дерева, де черешні були найспіліші. Як змінилася його потенціальна енергія? Чому?

3. Приклад розв’язування задачі

Задача. Бджілка масою 0,1 г може під час польоту розвинути швидкість 54 км/год. Визначте її кінетичну енергію.

Запам’ятайте

Енергія — це міра здатності тіла або кількох тіл, які взаємодіють між собою, виконувати роботу.

Що більшу роботу виконує тіло, то більшу енергію воно має.

Механічна енергія — це фізична величина, що показує, яка робота може бути виконана під час переміщення тіла.

Потенціальна енергія — це енергія, зумовлена взаємодією тіл або частин того самого тіла, яку визначають за формулою: Е_п = mgh.

Перевірте себе

1. З наведених прикладів установіть вид енергії, яку має тіло: катер пливе по озеру, прогинається сітка батута під час стрибків дітей, бурулька висить на даху, миша втікає від кота, папуга сидить на нерухомій гойдалці у клітці, міст під час проїзду автомобіля по ньому.