11.9
חשבו על מערכת מסת קפיץ חסרת חיכוך שמיקומה מוגדר על ידי משתנה בלתי תלוי אחד. כאן, האנרגיה הפוטנציאלית היא סכום האנרגיות הפוטנציאליות הכבידתיות והאלסטיות, והשלילי של השינוי שלה שווה לעבודה שנעשתה על המערכת.
אם המערכת נמצאת בשיווי משקל ועוברת תזוזה וירטואלית, ניתן להחליף את העבודה שנעשתה בעבודה וירטואלית.
מעקרון העבודה הווירטואלית, העבודה היא אפס עבור כל התזוזות הווירטואליות, ולכן השינוי באנרגיה הפוטנציאלית הוא גם אפס. עבור תזוזות וירטואליות קטנות, האנרגיה הפוטנציאלית באה לידי ביטוי במונחים של הנגזרת הראשונה שלה עם קואורדינטת המיקום.
מכיוון שהתזוזה הווירטואלית אינה אפס, הנגזרת הראשונה של האנרגיה הפוטנציאלית חייבת להיות אפס. לכן, מערכת נמצאת בשיווי משקל כאשר הנגזרת הראשונה של האנרגיה הפוטנציאלית שלה היא אפס.
החלת קריטריון זה על מערכת מסת הקפיץ נותנת את עמדת שיווי המשקל שלה.
אם האנרגיה הפוטנציאלית תלויה במספר משתנים בלתי תלויים, אזי הנגזרת החלקית של האנרגיה הפוטנציאלית עבור כל קואורדינטה חייבת להיות אפס עבור שיווי משקל.
אנרגיה פוטנציאלית או תפקוד פוטנציאלי ממלאים תפקיד חיוני בקביעת היציבות של מערכת מכנית. אם מערכת נתונה לכוחות כבידה ואלסטיים כאחד, ניתן לבטא את הפונקצי…
זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.