Вопрос школьника
Докажите, что разность значений потенциальной энергии тела в двух состояниях не зависит от выбора нулевого уровня отсчёта потенциальной энергии
Ответ от учителя
Потенциальная энергия тела в поле силы определяется как работа, которую совершает данная сила при перемещении тела из одного состояния в другое. При этом, выбор нулевого уровня отсчёта потенциальной энергии не влияет на работу силы и, следовательно, на разность значений потенциальной энергии тела в двух состояниях.
Для доказательства этого утверждения рассмотрим два состояния тела с потенциальными энергиями U1 и U2, соответственно. Пусть нулевой уровень отсчёта потенциальной энергии в первом состоянии равен U0, а во втором состоянии – U’0. Тогда разность значений потенциальной энергии тела в двух состояниях будет равна:
ΔU = U2 — U1
При этом, работа силы при перемещении тела из первого состояния во второе будет равна:
A = U2 — U0 — (U1 — U0) = U2 — U1
Таким образом, разность значений потенциальной энергии тела в двух состояниях равна работе силы при перемещении тела из одного состояния в другое и не зависит от выбора нулевого уровня отсчёта потенциальной энергии.
