Потенциальная энергия

Потенциа́льная эне́ргия, часть полной энергии механической системы, определяемая положениями материальных точек и тел, образующих систему; обозначается греческой буквой ${\displaystyle \Pi }$. Наряду с кинетической энергией относится к числу фундаментальных понятий естествознания.

Потенциальная энергия создаётся потенциальными силами и связана с силовой функцией ${\displaystyle U}$ этих сил формулой ${\displaystyle \Pi =-U}$. Потенциальная энергия материальной точки, движущейся в поле силы тяжести ${\displaystyle F_{\text{т}},}$ имеет вид ${\displaystyle \Pi =F_{\text{т}}z,}$ где ${\displaystyle z-}$ высота точки над некоторым начальным уровнем. Потенциальная энергия системы двух материальных точек массы ${\displaystyle m_{1}}$ и ${\displaystyle m_{2},}$ взаимодействующих по закону всемирного тяготения, равна ${\displaystyle \Pi =-Gm_{1}m_{2}/r,}$ где ${\displaystyle G-}$ гравитационная постоянная, ${\displaystyle r-}$ расстояние между точками. В задаче об относительном движении дополнительная потенциальная энергия может создаваться также силами инерции.

Механическая система, в которой отсутствуют непотенциальные силы (например, силы трения), называется консервативной. Её полная энергия (равная сумме кинетической и потенциальной энергий) сохраняет своё начальное значение на протяжении всего времени движения (см. статью Законы сохранения), при этом потенциальная энергия может переходить в кинетическую и обратно.