Praca i energia mechaniczna

Ktoś powiedział, że "góry są po to, by na nie wchodzić", ktoś inny powie "są po to, by z nich zjeżdżać", a jeszcze inny dorzuci, że aby zjechać, trzeba wcześniej wejść na górę lub skorzystać z wyciągu. 

Niezależnie od stopnia atrakcyjności każdego ze wspomnianych rodzajów sportu, zawsze wchodzenie na górę wymaga wykonania pewnej pracy, ale pozwala następnie zjechać uzyskując znaczną prędkość. Kiedy biegniemy na nartach po płaskim terenie, pokonujemy opory ruchu, ale chcąc wrócić do miejsca startu - musimy znowu włożyć w to własny wysiłek.  

Fot.4.1. Praca wykonywana przez siły grawitacji powoduje wzrost energii kinetycznej narciarza. Równocześnie maleje jego (jej) energia  potencjalna .

Ten prosty przykład ilustruje różne relacje pomiędzy pracą i energią. Gdy stoimy na wierzchołku mówimy, że uzyskaliśmy energię potencjalną, kiedy zaś jedziemy z dużą prędkością, mówimy, że zyskaliśmy energię kinetyczną. Biegnąc na nartach po płaskim odcinku toru nie uzyskujemy jednak żadnej dodatkowej energii potencjalnej, choć pozostawione przez nas ślady na śniegu podpowiadają, że wykonaliśmy pewną pracę... 

W tym wykładzie poznamy pojęcia pracy i energii mechanicznej oraz określimy relacje pomiędzy nimi. Sformułujemy też najważniejsze w fizyce zasady zachowania.