Кинетическая энергия тела как способность совершить работу

Когда равнодействующая приложенных к телу сил совершает положительную работу, кинетическая энергия тела увеличивается. Рассмотрим теперь случай, когда кинетическая энергия тела уменьшается.

Подвесим на нитях красный и зелёный бильярдные шары равной массы так, чтобы они соприкасались. Отведём в сторону зелёный шар и отпустим без толчка (рис. 29.4, а).

Мы увидим, что в результате столкновения зелёный шар остановился, а красный стал двигаться и поднялся на ту же максимальную высоту, с какой начал движение зелёный шар (рис. 29.4, б).

Это означает, что кинетическая энергия, которую приобрёл в результате столкновения красный шар, равна кинетической энергии зелёного шара непосредственно перед столкновением¹ .

¹ Это следует из теоремы об изменении кинетической энергии (значения работы силы тяжести при движении зелёного шара вниз и красного шара вверх равны по модулю).

Следовательно, в тот краткий промежуток времени, когда шары соприкасались, зелёный шар успел передать красному всю свою кинетическую энергию. При соприкосновении шаров зелёный шар действовал на красный шар силой, направление которой совпадало с направлением перемещения красного шара (рис. 29.4, в). Эта сила совершала положительную работу.

Работу силы, приложенной со стороны тела, называют часто работой тела.

Итак,

кинетическая энергия тела равна максимальной работе, которую оно может совершить за счёт уменьшения скорости.

Но обычно совершённая телом работа меньше его начальной кинетической энергии. Она может быть даже равна нулю!

Если, например, толкнуть лежащий на столе брусок, он начнёт скользить по столу, но вскоре остановится. При скольжении по столу кинетическая энергия бруска уменьшилась до нуля, но брусок не совершил работы. Действительно, стол остался на месте, а если перемещение тела равно нулю, то и работа приложенной к нему силы равна нулю.

Куда же делась начальная кинетическая энергия бруска, когда он остановился? Этот вопрос мы обсудим в § 31.