Потенциа́льная эне́ргия {\displaystyle U({\vec {r}})} — скалярная физическая величина, представляющая собой часть полной механической энергии системы, находящейся в поле консервативных сил.
Потенциальная энергия зависит от положения материальных точек, составляющих систему, и характеризует работу, совершаемую полем при их перемещении[1]. Другое определение: потенциальная энергия — это функция координат, являющаяся слагаемым в лагранжиане системы и описывающая взаимодействие элементов системы[2].
Виды энергии:Механическая Потенциальная
Кинетическая‹♦›ВнутренняяЭлектромагнитная Электрическая
МагнитнаяХимическаяЯдерная{\displaystyle G}Гравитационная{\displaystyle \emptyset }ВакуумаГипотетические:ТёмнаяСм. также: Закон сохранения энергии
В формулах принято обозначать потенциальную энергию буквой {\displaystyle U,} но также могут использоваться обозначения {\displaystyle \ E_{p}}, {\displaystyle \ W} и другие.
Термин «потенциальная энергия» был введен в XIX веке шотландским инженером и физиком Уильямом Ренкином.
Единицей измерения потенциальной энергии в Международной системе единиц (СИ) является джоуль, а в системе СГС — эрг.
Взаимодействие тел можно описывать либо с сил, либо (для случая консервативных сил) с потенциальной энергии как функции координат. В квантовой механике используется исключительно второй : в её уравнениях движения фигурирует потенциальная энергия взаимодействующих частиц[3].
Используем закон Гука: F=k*x
Дано:
x = 3см = 0.03 м
k = 90 н/м
m = 2,025 кг - видимо имелись в виду кг
Решение:
Используем закон сохранения энергии:
E = m*(v^2)/2 +k*(x^2)/2
В начале (при сжатии пружины) имеется только потенциальная энергия в системе: E=k*(x^2)/2
При выстреле запас потенциальной энергии пистолета перейдет в кинетическую энергию снаряда:
k*(x^2)/2 = m*(v^2)/2
Выразим скорость:
v^2 = k*(x^2)/m
Найдем скорость: v = 0,2 м/с
Добавлю из закона сохранения: mgh = m*(v^2)/2 => h = (v^2)/(2g) = 0.04/(10*2) = 0,002 м
u=корень (2gh+v^2) =корень (2*10*10+5^2) м/с = 15 м/с - это ответ