По принципу относительности Галилея во всех инерционных системах отсчёта протекание механических явлений и процессов происходит одинаково при одинаковых начальных условиях. Во всех вышеперечисленных случаях мы имеем дело именно с инерционными системами отсчёта (вспомним, что система отсчёта является инерционной, если она находится в состоянии спокойствия или движется прямолинейно равномерно по отношению к Земле, а поезд как раз таки движется прямолинейно равномерно, так что направление движения в данном случае не имеет значения).
Энергия это возможность тела совершать "работу", при "работе" тела вырабатывается энергия.
Кинетическая энергия — это энергия от "работы" тела в движении (когда тело двигается).
Если тело не в движении (не двигается), то кинетическая энергия равна нулю, потому что неподвижное тело не "работает" и не вырабатывает кинетическую энергию (греческое слово «кинетикос» означает «относящийся к движению»).
Для расчёта кинетической энергии берётся масса тела (m) и скорость движения тела (v ).
Потенциальная энергия — это "потенциал" энергии, "возможная" энергия "в случае движения".
Кинетическая энергия рассчитывается только по факту движения тела, а потенциальная энергия рассчитывается как бы "до начала движения", то есть "вот если бы тело начало двигаться и совершать работу, то какую энергию тело начнет вырабатывать".
Пример 1.
Висит яблоко на дереве на высоте 3 метра над землёй и 2,5 метра над стулом под деревом. В данном случае можно сказать, что яблоко обладает упасть и совершить работу, а при "работе" яблока будет вырабатываться энергия.
Следовательно, яблоко еще не упало, неподвижно, но у яблока есть потенциальная энергия ("в случае движения, падения"), которая в данном случае рассчитывается по формуле , E пот = m *g * h, где m - масса тела, g - ускорение свободного падения и h - высота нахождения тела (над точкой расчёта).
Потенциальная энергия яблока до поверхности земли и до поверхности стула разная, потому что разная высота нахождения (расстояние) яблока от них.
А вот когда яблоко окажется на земле, то потенциальная энергия яблока будет равно нулю
Пример 2.
Пружина (или резинка) растянута на 0,7 метра (=70 см). В данном случае можно сказать, что пружина обладает вернуться в первоначальное состояние и при этом может совершить работу, а при "работе" пружины будет вырабатываться энергия.
Следовательно, пружина еще не вернулась в первоначальное состояние, неподвижно, но у пружины есть потенциальная энергия, которая в данном случае рассчитывается по другой формуле:
E пот = k * Δx^2 / 2, где k - коэффициент жёсткости, Δx - изменение длины (величина деформации), ^2 - в квадрате.
Когда пружина вернётся в первоначальное состояние, то её потенциальная энергия будет равна нулю.
Пример 3
Самолёт, летящий на определённой высоте, обладает кинетической и потенциальной энергией.
Кинетическая энергия самолёта — это энергия при движении самолёта вперёд по горизонтали или при снижении по диагонали.
Потенциальная энергия самолёта — это энергия при падении самолёта, то есть "потенциал" энергии "в случае движения" самолёта в другом направлении.
Следовательно, можно сказать, что потенциальная энергия может быть, как у неподвижных тел, так и у движущихся тел, а кинетическая энергия только у движущихся тел.
4) За одно и то же время во всех случаях
Объяснение:
По принципу относительности Галилея во всех инерционных системах отсчёта протекание механических явлений и процессов происходит одинаково при одинаковых начальных условиях. Во всех вышеперечисленных случаях мы имеем дело именно с инерционными системами отсчёта (вспомним, что система отсчёта является инерционной, если она находится в состоянии спокойствия или движется прямолинейно равномерно по отношению к Земле, а поезд как раз таки движется прямолинейно равномерно, так что направление движения в данном случае не имеет значения).
Энергия это возможность тела совершать "работу", при "работе" тела вырабатывается энергия.
Кинетическая энергия — это энергия от "работы" тела в движении (когда тело двигается).
Если тело не в движении (не двигается), то кинетическая энергия равна нулю, потому что неподвижное тело не "работает" и не вырабатывает кинетическую энергию (греческое слово «кинетикос» означает «относящийся к движению»).
Для расчёта кинетической энергии берётся масса тела (m) и скорость движения тела (v ).
Потенциальная энергия — это "потенциал" энергии, "возможная" энергия "в случае движения".
Кинетическая энергия рассчитывается только по факту движения тела, а потенциальная энергия рассчитывается как бы "до начала движения", то есть "вот если бы тело начало двигаться и совершать работу, то какую энергию тело начнет вырабатывать".
Пример 1.
Висит яблоко на дереве на высоте 3 метра над землёй и 2,5 метра над стулом под деревом. В данном случае можно сказать, что яблоко обладает упасть и совершить работу, а при "работе" яблока будет вырабатываться энергия.
Следовательно, яблоко еще не упало, неподвижно, но у яблока есть потенциальная энергия ("в случае движения, падения"), которая в данном случае рассчитывается по формуле , E пот = m *g * h, где m - масса тела, g - ускорение свободного падения и h - высота нахождения тела (над точкой расчёта).
Потенциальная энергия яблока до поверхности земли и до поверхности стула разная, потому что разная высота нахождения (расстояние) яблока от них.
А вот когда яблоко окажется на земле, то потенциальная энергия яблока будет равно нулю
Пример 2.
Пружина (или резинка) растянута на 0,7 метра (=70 см). В данном случае можно сказать, что пружина обладает вернуться в первоначальное состояние и при этом может совершить работу, а при "работе" пружины будет вырабатываться энергия.
Следовательно, пружина еще не вернулась в первоначальное состояние, неподвижно, но у пружины есть потенциальная энергия, которая в данном случае рассчитывается по другой формуле:
E пот = k * Δx^2 / 2, где k - коэффициент жёсткости, Δx - изменение длины (величина деформации), ^2 - в квадрате.
Когда пружина вернётся в первоначальное состояние, то её потенциальная энергия будет равна нулю.
Пример 3
Самолёт, летящий на определённой высоте, обладает кинетической и потенциальной энергией.
Кинетическая энергия самолёта — это энергия при движении самолёта вперёд по горизонтали или при снижении по диагонали.
Потенциальная энергия самолёта — это энергия при падении самолёта, то есть "потенциал" энергии "в случае движения" самолёта в другом направлении.
Следовательно, можно сказать, что потенциальная энергия может быть, как у неподвижных тел, так и у движущихся тел, а кинетическая энергия только у движущихся тел.