Почему потенциальная энергия отрицательна
Перейти к содержимому

Почему потенциальная энергия отрицательна

  • автор:

Может ли потенциальная энергия быть отрицательной?

Разумеется. Вообще потенциальная энергия всегда считается относительно какого-то уровня, который принят за ноль. Вот например если за ноль принять уровень пола 3го этажа, то на втором этаже потенциальная энергия очевидно отрицательна.

Остальные ответы

Не может. Если бы так с чем и смогло быть, то был бы и вечный двигатель.. . Хотя вот само определение достаточно туманно, надо сказать, и какие-то условности кругом обуславливаются.

Энергия — скаляр, значит нет ( классическая физика) . Для удобства записи, на бумаге, да ( математика).

Зависит от точки отсчёта. Может
Похожие вопросы
Ваш браузер устарел

Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.

Электростатическая энергия

Можно говорить, что эта энергия взаимодействия двух точечных зарядов, находящихся на расстоянии . Если заряды одноименные, то эта энергия положительна. Если разноименные, то отрицательна.

Пусть поле создано двумя зарядами q1 и q2 и в нем перемещается заряд q3. Рассуждая аналогично, можно показать, что энергия этого третьего заряда равна

Если к этому заряду добавить энергию второго заряда в поле первого, то полная энергия системы этих зарядов равна

Из симметрии формулы видно, что не имеет значения, в каком порядке собиралась данная система. Можно говорить, что эта энергия любого заряда в поле двух других. Однако нельзя считать, что эта энергия принадлежит к какому-то одному из зарядов. Поэтому чаще говорят, что это потенциальная энергия взаимодействия заряда. Она не зависит от того, как собиралась эта система, а зависит только от взаимного расположения зарядов.

В данном выражении не учитывается собственная энергия каждого точечного заряда, как уединенного объекта, т.е. та энергия, которая необходима, чтобы упаковать порции заряда в нулевой объем. Очевидно, что данная энергия бесконечна. Эту энергию достаточно сложно изменить. Поэтому, можно считать, что это величина постоянная, а так как потенциальная энергия определена с точностью до постоянной, то в энергии взаимодействия её можно не учитывать.

Обобщая выше сказанное, можно записать, что энергия взаимодействия системы точечных зарядов

2.Энергия заряженного тела

Переходя от дискретного распределения зарядов к непрерывному, из формулы (*) получаем

Если заряженное тело имеет объём, то

Данное выражение по смыслу отличается от аналогичного для точечных зарядов (*), т.к. здесь собственная энергия уже учитывается.

3.Энергия заряженной сферы

4.Энергия заряженного конденсатора

Данный простой эксперимент показывает, что заряженный конденсатор обладает энергией.

Когда речь идет о конденсаторе, часто используется понятие напряжения.

В электростатике понятие разности потенциалов и напряжения совпадают.

5.Энергия заряженной сферы

Исходя из выражения для ёмкости уединенного шара , получаем выражения для энергии:

6.Энергия поля

Когда речь идет о заряженном конденсаторе, возникает вопрос: полученная энергия – это энергия зарядов на пластинах конденсатора или энергия поля, сосредоточенного между пластинами конденсатора. В рамках электростатики на данный вопрос ответить нельзя, т.к. нет поля без заряда. Ответ будет дан при изучении электродинамики, а здесь выразим полученную ранее энергию через характеристики поля, на примере плоского конденсатора.

Обобщая полученное выражение можно записать, что энергия электростатического поля в некотором объёме равна:

Здесь w –объёмная плотность энергии.

7.Энергия заряженной сферы

8.Классический радиус электрона

Найдем энергию заряженного шара.

Энергию поля снаружи можно найти по формуле

Аналогично рассчитаем энергию поля внутри шара

Таким образом, полная энергия

Если в качестве шара рассматривать электрон в вакууме, то тогда

На этом изучение раздела «электростатика» закончим.

1. При каком выборе начала отсчета потенциальная энергия тела в поле тяжести Земли будет отрицательна?

1. Потенциальная энергия тела в поле тяжести Земли будет отрицательна, если принять потенциальную энергию в бесконечности за ноль.

Источник:

Решебник по физике за 10 класс В.А.Касьянов

Решебник по физике за 10 класс (В.А.Касьянов, 2009 год),
задача №1
к главе «4. Законы сохранения. §32. Потенциальная энергия тела при гравитационном и упругом взаимодействиях. Ответы на вопросы».

Потенциальная энергия заряда

Почему с уменьшением расстояния потенциальная энергия электрона в электрическом поле уменьшается?

Она уменьшается из-за того что в формулу попадает знак «-«.

Но даже если так. Модуль потенциальной энергии все-равно должен увеличиваться.

Anderis
#37709 2020-05-09 18:47 GMT

7131 сообщений
Откуда: Moscow
Кто: Дедушка
Возраст: 74

#37708 Пользователь Новый :

Почему с уменьшением расстояния потенциальная энергия электрона в электрическом поле уменьшается?

Она уменьшается из-за того что в формулу попадает знак «-«.

Но даже если так. Модуль потенциальной энергии все-равно должен увеличиваться.

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень» К.Прутков С

Я умею читать мысли других, но только тогда, когда они у них есть

zam
#37712 2020-05-09 19:08 GMT

#37708 Пользователь Новый :

Почему с уменьшением расстояния потенциальная энергия электрона в электрическом поле уменьшается?

Она уменьшается из-за того что в формулу попадает знак «-«.

Но даже если так. Модуль потенциальной энергии все-равно должен увеличиваться.

Потенциальная энергия электрона в электрическом поле равна: \(U=e\varphi \) . Здесь \(e\) — заряд электрона, \(\varphi \) — потенциал электрического поля. Никакого расстояния нет вообще.

Вы, видимо, что-то другое хотели узнать.

Пользователь Новый
#37713 2020-05-09 19:27 GMT

51 сообщений
Откуда: москва
Кто: Школьник
Возраст: 38

zam
#37714 2020-05-09 19:47 GMT

Ну и замечательно. Задачка с решением. Что вам не понятно в решении?

Кинетическая энергия электрона увеличилась, потенциальная энергия уменьшилась. Их сумма (полная энергия) не изменилась.

И ни слова про какие-то расстояния.

А уж модуль потенциальной энергии вообще никого никогда не интересует. Хотя бы потому, что потенциальная энергия определена с точностью до произвольной постоянной. Интересует только изменение потенциальной энергии.

Пользователь Новый
#37722 2020-05-09 22:11 GMT

51 сообщений
Откуда: москва
Кто: Школьник
Возраст: 38

То что электрон переместился в точку с большим потенциалом, следовательно потенциальная энергия должна была увеличиться, а кинетическая уменьшиться

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *