Что образуют потенциальная энергия и кинетическая энергия вместе?

Когда потенциальная энергия и кинетическая энергия объединяются, они указывают общую механическую энергию. Механическая энергия - это энергия, которой обладает объект в результате его движения и/или положения. Энергия движения - это кинетическая энергия, а энергия положения или формы - это потенциальная энергия. Подумайте о механической энергии, как о дополнительной проблеме.

Механическая энергия = кинетическая энергия + потенциальная энергия

Все три эти энергии измеряются в Джоулях, поэтому нет необходимости даже беспокоиться о преобразовании единиц измерения.

Когда я учу своих учеников механической энергии, мне нравится использовать американские горки в качестве примера. Когда американские горки находятся на вершине самого высокого холма, они обладают всей потенциальной гравитационной энергией (просто притворитесь, что американские горки останавливаются на секунду, прежде чем спуститься на них). На полпути вниз по этому холму американские горки движутся очень быстро, поэтому они обладают кинетической энергией, однако у них все еще есть потенциальная энергия, поскольку они находятся только на полпути вниз. На дне холма вся потенциальная энергия была преобразована в кинетическую энергию. Согласно закону энергосбережения, общая энергия американских гор должна оставаться неизменной. Это означает, что общая механическая энергия в системе остается неизменной. Давайте добавим несколько цифр.

На вершине холма американские горки имеют 5000 Дж потенциальной энергии и 0 Дж кинетической энергии.

Механическая энергия = потенциальная энергия + кинетическая энергия

5,000 J = 5,000 J + 0 J

На полпути вниз по склону холма уравнение будет выглядеть следующим образом.

5,000 J = 2,500 J + 2,500 J = 2,500 J

На дне холма это выглядело бы так.

5,000 J = 0 J + 5,000 J = 0 J + 5,000 J

Как вы видите, механическая энергия системы сохраняется, и она представляет собой сумму потенциальной энергии и кинетической энергии в системе.