25. Что такое потенциальная энергия материальной точки? с работой какой силы она связана и как?

Ответ: Потенциальная энергия – механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними. В то время, как кинетическая энергия всегда характеризует тело относительно выбранной системы отсчёта, потенциальная энергия всегда характеризует тело относительно источника силы (силового поля).

Потенциальная энергия связана с силой тяжести. Рассмотрим тело, находящееся на высоте h над землёй. Если тело закреплено, то сила тяжести не совершает работу. Но сила тяжести потенциально способна совершить работу: если тело освободить, оно начнёт перемещаться и сила тяжести будет совершать работу.

26. Что такое полная механическая энергия материальной точки? с работой какой силы она связана и как?

Ответ: Пусть некоторая частица находится в стационарном поле консервативных сил. Со стороны этого поля на частицу действует консервативная сила F_конс. Работа, совершаемая этой силой, с одной стороны, идёт на приращение кинетической энергии частицы, движущейся под действием силы F_конс, а с другой – равна убыли потенциальной энергии этой частицы. Но это значит, что приращение кинетической энергии частицы равно убили её потенциальной энергии . Перегруппировав члены этого уравнения, получаем . Из этого следует, что сумма кинетической и потенциальной энергии частицы, движущейся в стационарном консервативном поле, остаётся постоянной. Величину называют полной механической энергией частицы.

27. Сформулируйте закон сохранения механический энергии для материальной точи.

Ответ: Полная механическая энергия частицы может измениться под действием только сторонних сил. Отсюда вытекает закон сохранения механической энергии частицы: если сторонние силы отсутствуют или не совершают работы, то полная механическая энергия частицы в стационарном поле потенциальных сил остается постоянной.

28. Что такое полная механическая энергия системы материальных точек. С работой какой силы она связана и как?

Ответ: Пусть имеется система из двух взаимодействующих тел. Предположим, что силы, возникающие при взаимодействии этих тел, консервативны. Если под действием внутренних сил одно из тел изменит своё положение относительно другого, то работа внутренней силы будет равна убыли его потенциальной энергии. Потенциальная энергия этого тела обусловлена его взаимодействием с другим телом, принадлежащим этой системе. Поэтому её называют потенциальной энергией взаимодействия тел системы, или потенциальной энергией системы тел.

29. Сформулируйте закон сохранения механической энергии для системы материальных точек.

Ответ:

30. Какой вид взаимодействия тел называют абсолютно упругим ударом? Приведите примеры.

Ответ: Абсолютно упругий удар — модель соударения, при которой полная кинетическая энергия системы сохраняется. В классической механике при этом пренебрегают деформациями тел. Соответственно, считается, что энергия на деформации не теряется, а взаимодействие распространяется по всему телу мгновенно. Хорошей моделью абсолютно упругого удара является столкновение бильярдных шаров или упругих мячиков.

Для математического описания простейших абсолютно упругих ударов используется закон сохранения энергии и закон сохранения импульса.