Формула потенциальной энергии
Eₚ = m · g · h
- Eₚ — потенциальная энергия, Дж (джоуль)
- m — масса тела, кг (килограмм)
- g — ускорение свободного падения, м/с² (в школьных задачах g = 10 м/с², точнее 9,81 м/с²)
- h — высота над выбранным уровнем отсчёта, м (метр)
Важно: потенциальная энергия задаётся относительно выбранного уровня (например, пол комнаты или поверхность земли). При изменении уровня отсчёта значение Eₚ меняется, но разность ΔEₚ между двумя положениями — нет.
Числовой пример
Книга массой m = 0,5 кг лежит на полке высотой h = 1,2 м от пола. Найти её потенциальную энергию относительно пола (g = 10 м/с²).
Eₚ = 0,5 · 10 · 1,2 = 6 Дж
Как выразить другие величины
- Масса: m = Eₚ / (g · h)
- Высота: h = Eₚ / (m · g)
- g: g = Eₚ / (m · h)
Связь с механической энергией
В замкнутой системе без сил трения полная механическая энергия сохраняется:
Eₖ + Eₚ = const
Например, при свободном падении тела с высоты H: Eₚ убывает, Eₖ растёт, их сумма постоянна.
Посчитать онлайн: калькулятор потенциальной энергии — подставь свои числа и получи результат с шагами.
Частые ошибки
- Не указывают уровень отсчёта. Потенциальная энергия — величина относительная; всегда уточняйте, от чего считается высота h.
- Берут g = 9,8 вместо g = 10 (и наоборот). Уточните условие задачи.
- Путают Eₚ = mgh (гравитационная) с Eₚ = kx²/2 (упругая). Это разные виды потенциальной энергии.
