Корректное определение потенциальной энергии может быть дано только в поле сил, работа которых зависит только от начального и конечного положения тела, но не от траектории его перемещения. Такие силы (потенциальными).
Также, потенциальная энергия является характеристикой взаимодействия нескольких тел или тела и поля.
Потенциальная энергия принимается равной нулю для некоторой конфигурации тел в пространстве, выбор которой определяется удобством дальнейших вычислений. Процесс выбора данной конфигурации называется нормировкойпотенциальной энергии.
Любая физическая система стремится к состоянию с наименьшей потенциальной энергией.
Дано:
x1 = 10 сантиметров = 0,1 метр - длина нерастянутой пружины;
x2 = 16 сантиметров - 0,16 метров - длина пружины, после того, как к ней подвесили груз;
g = 10 Н/кг - ускорение свободного падения;
k = 60 Н/м - коэффициент жесткости пружины.
Требуется определить массу груза m (килограмм), который подвесили к пружине.
Найдем силу, которая действовала на пружину:
F = k * dx = k * (x2 - x1) = 60 * (0,16 - 0,1) = 60 * 0,06 = 3,6 Ньютон.
Эта сила равна силе тяжести, действующей на груз. Тогда:
m = F / g = 3,6 / 10 = 0,36 килограмм.
ответ: массу груза равна 0,36 килограмм (360 грамм).