В областта на физиката едно от най-елементарните понятия е това за потенциалната енергия. Може да се определи, за да ни разбере като такова, което има тяло поради височината, на която се намира. Например, саксия, поставена в прозорец на определена височина, има потенциална енергия, която е по-висока, колкото по-висока е и по-голяма е нейната маса (и следователно колкото повече тежи). Ако същата саксия беше на Луната и на една и съща височина от земята, тя щеше да има по-малко енергия, защото на Луната всеки обект тежи по-малко, отколкото на Земята.

енергия

Поради тази причина се казва, че потенциалната енергия на дадено тяло е резултат от умножаването на масата му по височината, а също и по гравитацията. Математическата формула е следната Ep = m.g.h. където m е масата, g силата на тежестта и h височината на обекта. Гравитацията или силата, с които Земята привлича която и да е маса към себе си, е такава, че като се започне от нула и при свободно падане (ако пренебрегнем триенето с въздуха) това я кара да увеличава скоростта си на всеки втори 9,8 метра. На Луната обаче това увеличение е много по-малко, по-точно 1,62 метра всяка секунда.

Нека да видим това с пример. Нека това е саксия с маса от 1 кг и разположена на височина 20 метра, която се изпуска. Свободното падане започва с нулева скорост; но веднага тази скорост се увеличава. Една секунда след започване на свободното падане се придвижва към земята със скорост 9,8 m/s. Две секунди по-късно при (2 x 9,8) m/s; три секунди по-късно при (3 x 9,8) m/s ... ... и така нататък. Тази прогресия в скоростта логично спира, когато се удари в земята. Логично е, че колкото по-голям е потът, толкова повече време ще трябва да продължи да увеличава скоростта. Сега фактът, че имаш определена скорост, също предполага енергия. Това е така наречената кинетична енергия, която се дължи на факта, че тялото е в движение.

Кинетичната енергия зависи от два фактора. Едното очевидно е скоростта, а другото е масата. Проверяваме го ден след ден. Трудността при спиране на движението на движещ се обект е още по-голяма; колкото по-голяма е скоростта му, а също и по-голяма маса. Спирането на движещ се трактор не е същото като спирането на велосипед. В математически план кинетичната енергия е равна на произведението на масата (m) по скоростта (v) на квадрат и разделена на две. Тоест, Ec = 0,5 x (m.v2).

Когато тялото падне от определена височина и ако пренебрегнем триенето с въздуха; това, което се случва, е, че неговата потенциална енергия се трансформира в кинетична енергия. С други думи. Когато падането започне, неговата кинетична енергия е нула и с течение на времето потенциалната му енергия намалява (губи височина) и тази загуба на потенциална енергия е точно кинетичната енергия, която падащото тяло придобива.

Тъй като математическите формули, които определят енергийната енергия (Ep) и кинетичната енергия (Ec); Те са много прости и като се има предвид, че видът на движение, преживяван от обект при свободно падане (при липса на въздух), е много прост; Много е лесно да се покаже математически, че потенциалната енергия при този тип движение се трансформира стриктно в кинетична енергия. За това е необходимо да има някои елементарни представи как математически се определя движението при свободно падане. Това са въпроси, с които всеки ученик в гимназията (поне на теория) трябва да се справя с пълна свобода. Типичният пример е, че енергията нито се създава, нито се унищожава, а само се трансформира.

Не е уместно сега да обясняваме подробно как се прави това, защото се страхувам, че би било да се направи текст, който да е твърде "объркан"; но в случай, че някой иска да опита, в илюстрацията, придружаваща текста, посочвам поредица от математически формули, които показват "къде отиват изстрелите".