Кинетическая энергия

Рассмотрим случай, когда на тело массой m действует постоянная сила (она может быть равнодействующей нескольких сил) и векторы силы и перемещения направлены вдоль одной прямой в одну сторону. В этом случае работу силы можно определить как A = F∙s. Модуль силы по второму закону Ньютона равен F = m∙a, а модуль перемещения s при равноускоренном прямолинейном движении связан с модулями начальной υ₁ и конечной υ₂скорости и ускорения а выражением

Отсюда для работы получаем

(1)

Физическая величина, равная половине произведения массы телана квадратего скорости, называется кинетической энергией тела.

Кинетическая энергия обозначается буквой E_k.

(2)

Тогда равенство (1) можно записать в таком виде:

A = E_{k 2} – E_{k 1}. (3)

Теорема о кинетической энергии:

работа равнодействующей сил, приложенныхк телу,равна изменению кинетической энергии тела.

Так как изменение кинетической энергии равно работе силы (3), кинетическая энергия тела выражается в тех же единицах, что и работа, т. е. в джоулях.

Если начальная скорость движения тела массой т равна нулю и тело увеличивает свою скорость до значения υ, то работа силы равна конечному значению кинетической энергии тела:

(4)

Физический смысл кинетической энергии:

кинетическая энергия тела, движущегосясо скоростьюυ, показывает, какую работу должна совершить сила, действующаяна покоящеесятело, чтобы сообщить ему эту скорость.