Энергия. Кинетическая и потенциальная энергия. Закон сохранения механической энергии: ОГЭ по физике

Энергия — это физическая величина, характеризующая способность тела совершать работу. Механическая энергия бывает кинетической (энергия движения) и потенциальной (энергия взаимодействия или положения). В замкнутой системе, где действуют только консервативные силы, полная механическая энергия…

Что нужно знать

• Кинетическая энергия: E_k = mv^2/2, зависит от массы и скорости, всегда неотрицательна.
• Потенциальная энергия тела в поле тяжести: E_p = mgh, где h — высота над выбранным нулевым уровнем.
• Потенциальная энергия упруго деформированной пружины: E_p = kx^2/2, где k — жёсткость, x — удлинение.
• Полная механическая энергия: E = E_k + E_p.
• Закон сохранения механической энергии: если в системе действуют только консервативные силы (сила тяжести, сила упругости), то полная механическая энергия сохраняется: E_k1 + E_p1 = E_k2 + E_p2.
• При наличии неконсервативных сил (трения, сопротивления) механическая энергия переходит во внутреннюю (теплоту), полная энергия сохраняется, но механическая уменьшается.

Термины и понятия

• Энергия: физическая величина, показывающая, какую работу может совершить тело или система тел.
• Кинетическая энергия: энергия, которой обладает тело вследствие своего движения; вычисляется по формуле E_k = mv^2/2.
• Потенциальная энергия: энергия, обусловленная взаимодействием тел или частей тела и их взаимным расположением; для тела в поле тяжести E_p…
• Полная механическая энергия: сумма кинетической и потенциальной энергий тела (или системы).
• Закон сохранения механической энергии: в замкнутой системе, где действуют только консервативные силы, полная механическая энергия остаётся…
• Консервативные силы: силы, работа которых не зависит от формы траектории и по замкнутому пути равна нулю (сила тяжести, сила упругости).
• Неконсервативные силы: силы, работа которых зависит от траектории (сила трения, сила сопротивления среды).
• Нулевой уровень потенциальной энергии: произвольно выбранный уровень, на котором потенциальная энергия принимается равной нулю.

Частые ошибки

• Забывают, что потенциальная энергия зависит от выбора нулевого уровня, и считают её абсолютной величиной.
• Путают формулы кинетической и потенциальной энергии, особенно для пружины (используют mgh вместо kx²/2).
• Неправильно применяют закон сохранения энергии при наличии трения: не учитывают переход механической энергии во внутреннюю.
• Ошибки в единицах измерения: не переводят массу в кг, высоту в м, скорость в м/с.

Как пройти тему

В курсе «Физика» тема «Энергия. Кинетическая и потенциальная энергия. Закон сохранения механической энергии» занимает 2 занятия по 40 минут: репетитор объясняет материал, задаёт вопросы как на экзамене, разбирает ваши ответы и в конце ставит оценку. Это обзор темы, полный разбор — в занятии. ИИ может ошибаться: проверяйте важное по учебнику. Занятия не заменяют живого репетитора и не гарантируют результат на экзамене.

Другие темы раздела

• Механическое движение. Траектория. Путь. Перемещение
• Равномерное прямолинейное движение. Скорость. Графики зависимости пути и скорости от времени
• Неравномерное движение. Средняя скорость
• Равноускоренное прямолинейное движение. Ускорение. Графики зависимости скорости и ускорения от времени
• Инерция. Первый закон Ньютона
• Взаимодействие тел. Масса тела. Плотность вещества

← Предыдущая тема: Механическая работа. Мощность
Следующая тема: Простые механизмы. Рычаг. Блок. Наклонная плоскость. «Золотое правило» механики

Все темы: ОГЭ по физике