РУҚА
Задание № 21 · ОГЭ

Механическая энергия системы

Сумма кинетической и потенциальной энергий всех тел системы
3 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Механическая энергия системы — это энергия её движения и взаимного расположения тел. Она равна сумме кинетических и потенциальных энергий всех тел системы и их взаимодействий.

Механическая энергия системыСлово «энергия» происходит от греческого energeia — «деятельность, действие».
Механическая энергия системы \(E_{\text{мех}}\) — скалярная физическая величина, равная сумме кинетической энергии системы и потенциальной энергии взаимодействия тел системы. При выборе нулевого уровня потенциальной энергии её значение может быть задано с точностью до постоянной.
\[E_{\text{мех}}=E_k+E_p\]1

Для системы из нескольких тел кинетическая энергия находится как сумма энергий отдельных тел: \(E_k=\sum_i \frac{m_i v_i^2}{2}\). Потенциальная энергия зависит от выбранного взаимодействия: например, вблизи поверхности Земли \(E_p=mgh\), а для упругой пружины \(E_p=\frac{kx^2}{2}\). Поэтому полная механическая энергия может включать несколько слагаемых потенциальной энергии.

\(E_{\text{мех}}\)
механическая энергия
Дж
\(E_k\)
кинетическая энергия
Дж
\(E_p\)
потенциальная энергия
Дж
\(m\)
масса
кг
\(v\)
скорость
м/с
№
Пример

Камень массой \(2\,\text{кг}\) движется со скоростью \(3\,\text{м/с}\) на высоте \(5\,\text{м}\). При \(g=10\,\text{м/с}^2\) его кинетическая энергия равна \(E_k=\frac{2\cdot3^2}{2}=9\,\text{Дж}\), потенциальная — \(E_p=2\cdot10\cdot5=100\,\text{Дж}\). Механическая энергия системы «камень — Земля»: \(E_{\text{мех}}=109\,\text{Дж}\).

!
Не путайте

Механическая энергия не всегда сохраняется: при трении её часть превращается во внутреннюю энергию. Сохранение механической энергии — частный случай закона сохранения энергии и импульса, когда действуют только консервативные силы, например сила тяжести или упругости. Также не следует смешивать механическую энергию системы с энергией одного тела: система может включать несколько тел и их взаимодействие.

Проверьте себя

Мяч движется по гладкой горке без трения. Что происходит с его механической энергией?

Главное за минуту

Главное

  • Механическая энергия системы равна сумме кинетической и потенциальной энергий: \(E_{\text{мех}}=E_k+E_p\).
  • Кинетическая энергия связана с движением тел, потенциальная — с их положением или взаимодействием.
  • При отсутствии трения и работы неконсервативных сил механическая энергия системы сохраняется.