勢能(potential energy)是儲存于一個系統内的能量,是靜止物體的潛在能量,可以釋放或者轉化為其他形式的能量,是能量的兩種形式之一。另一種形式是動能,是運動物體所表示的能量。
勢能是任何基于物理的讨論的核心概念,也是描述我們已知宇宙的公式中最具影響力的變量之一。
雖然勢能的形式很好理解,但其中有一些複雜的東西。物體的實際勢能取決于它相對于其他物體的位置。
例如,一塊磚從兩層樓的建築上懸吊下來的勢能(重力勢能)比它在地面上的勢能要大。這是因為磚塊相對于地球的位置給了它更多的能量。
但是相鄰的兩塊磚不會給彼此更多的能量,因為沒有額外的力作用在它們上面。
同樣的原理适用于任何尺度,無論是星系還是原子。事實上,原子也具有勢能,盡管它們不斷的運動将大部分勢能轉化為動能。
如何計算勢能?(重力勢能)
能量是指物體或系統做功的能力。它有多種形式,包括機械、熱力、化學、核能和其他形式。
功是指能量從一個物體轉移到另一個物體,它與動能有密切的關系。
功率是兩個或兩個以上物體之間能量轉移的速度。
這三個概念緊密相關,理解每個概念都需要了解其他概念的背景。
能量和功是用焦耳來測量的,焦耳是以物理學家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳的名字命名的。能量和功是用同樣的單位來測量的,因為它們相當于一枚硬币的兩面——功就是運動中的能量。
功率是以瓦特計量的,瓦特是以蘇格蘭發明家詹姆斯·瓦特的名字命名的。瓦特數是熱産生的量度。任何時候能量轉移,就會産生熱量,它轉移的越快,就會産生越多的熱量。
如果要将這種互動形象化的話,有一個簡單方法,就是你用手取暖。當你冷的時候,你可能會搓着手取暖。
現在想象你的雙手以最快的速度一起閉合運動。更多的能量被使用,這意味着做了更多的功。這個功需要更多的能量,産生更多的熱量。
任何給定物體的勢能都是對其做功、發熱和發電的潛在能量的測量。
因此,一個物體的重力勢能的計算是它的質量、離地球的距離、電荷、離其他物體的距離和内部彈性力(即任何内部機械力)的和。
簡化後的重力勢能公式為:EP= mgh,EP為勢能, m為質量,g為重力加速度(地表為9.8 m/s^2);h是高度。
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