Знайдемо роботу , яку виконує сила при переміщенні матеріальної точки масою m із положення 1 в положення 2.
.
Скористаємось справедливістю співвідношення :
Отже , .
Величина називається кінетичною енергією матеріальної точки. Тоді , тобто :
робота силипри переміщенні матеріальної точки дорівнює приросту кінетичної енергії цієї точки.
Істотним є те , що хоча внутрішні сили не здатні привести до зміни імпульсу замкнутої системи , але робота їх в загальному випадку не дорівнює нулю.
10.2 Потенціальна енергія
Потенціальна енергія –це енергія взаємодіючих тіл , яка не залежить від швидкості їхнього руху.
Потенціальна енергія механічної системи – це енергія , яка залежить від конфігурації системи , тобто від взаємного розміщення всіх матеріальних точок системи і характеру консервативних сил , які діють між точками.
Розглянемо перехід механічної системи із положення 1 в положення 2. Якщо цей перехід здійснено під дією консервативних сил , то виконана ними робота може бути виражена через різницю потенціальних енергій.
а
Перехід системи із положення 1 в положення 2 може бути здійснено через нульове положення по траекторії .
Оскільки перехід відбувається під дією консервативних сил , то :
.
Згідно визначення потенціальної енергії :
; , де С – стала інтегрування,
Тоді , що означає :
Робота консервативних сил дорівнює зменьшеню потенціальної енергії системи.
Приклади визначення потенціальної енергії :
а). Для системи “Земля - матеріальна точка” за нульовий рівень беруть поверхню Землі. Тоді матеріальна точка (тіло), масою m, підняте над поверхнею Землі на висоту h , володіє потенціальною енергією :
. .
б). При пружних деформаціях на тіло діє пружна сила:
, де k-коефіцієнт пружності.
Робота зовнішніх сил при пружній деформації тіла дорівнює :