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📜  势能

📅  最后修改于: 2021-06-25 07:21:49             🧑  作者: Mango

势能是物体所获得的能量，仅仅是因为物体相对于其他物体的位置，其内部的应力，其电荷或其他因素。为什么从建筑物上掉下来的石头会撞倒所有阻碍其前进的物体。为什么在橡胶中释放更大的张力时箭头移动得更快。在这些示例中，石头或箭头似乎具有一定的能量。这种能量从何而来?

让我们看一个例子。

拿橡皮筋，将其两端拉出。乐队舒展。现在松开一端的乐队。怎么了?

乐队倾向于恢复原来的长度。显然，乐队在伸展位置获得了能量。伸展时如何获得能量?

在上述情况下，由于完成工作，能量被存储在对象中。如果传递给对象的能量不改变对象的速度或速度，则将其存储为势能。当我们拉伸橡皮筋时，我们会转移能量。

转移到该频带的能量等于其势能。由于物体的位置或构造，物体所具有的势能等于物体中存在的能量。

一个物体可以因为其位置而获得能量。

当机器的重球保持在较高的升高位置时，它会储存能量。该位置的存储能量称为势能。

在第二个示例中，拉弓的位置能够存储能量。当处于其初始位置时(即未绘制时)，弓中存储的能量为零。当其位置从其初始平衡位置改变时，船首能够存储由其位置引起的能量。由于物体的位置而导致的这种存储的能量称为势能。势能是物体由于所拥有的位置而存储的能量。

在本章中，我们将阅读有关势能，重力势能，势能公式的信息，并将解决一些示例以更好地理解。

当物体升高到一定高度时，其能量会增加。之所以会存储此能量，是因为在物体升起时要完成抵抗重力的作用。存储在这样的物体中的能量等于重力势能。

完成工作后，能量可以存储在实体中。例如，拉伸的橡胶字符串。物体在其构型或位置变化下所拥有的能量称为势能。

考虑一个质量为m的物体。它是从地面升起，高度为h。为此，需要一个力量。抬起物体所需的最小力始终等于物体的重量，即F = mg。

对象存储的能量等于在其上完成的功。假设在重力作用下对物体所做的功为W。

完成的工作，W =力×位移

W =毫克×小时

W =毫克·小时

由于在对象上完成的功等于mgh，因此等于mgh单位的能量存储在对象中。这是物体的势能(E P )。

E p =毫克·小时

势能类型

势能主要有两种，分别是：

  • 重力势能
  • 弹性势能

重力势能

物体的重力势能定义为物体在重力作用下上升到一定高度的能量。我们可以借助以下示例来表达引力能量：

如图所示，让我们在距地面高度h处取一个质量为m的物体。现在，众所周知，举起物体所需的力等于物体的m×g。

如图所示，一个物体抵抗重力升起。 W完成了一些工作。

根据能量守恒定律，在对象上完成的功等于mgh，对象获得的能量= mgh，在这种情况下为势能E。

物体升至地面以上高度h的E = m×g×h

弹性势能

弹性势能是存储在对象中的能量。它可以被压缩或拉伸，例如橡皮筋，蹦床和蹦极绳。可以伸展更多的物体，具有更多的弹性势能。

例子：

  • 扭曲的橡皮筋为玩具飞机提供动力
  • 弓箭手的弓
  • 潜水员潜水前的弯曲驾驶板
  • 发条时钟的螺旋弹簧

弹性势能可以使用以下公式计算：

样本问题

问题1.找到质量为10 kg的物体在高于地面6 m的高度处时的势能。取g = 10 ms –2 。

解决方案：

问题2。质量为22公斤的钢球在地面上方一定高度处。如果物体的势能为880 J，请找到物体相对于地面的高度。取g = 10 ms –2 。

解决方案：

问题3。一颗小行星正向地球飞来。它在地面上的高度为1000公里。它的估计势能几乎是4×10 15J 。找出小行星的质量。

解决方案：

问题4.弹簧的强度长度为0.7 m。取k =16。它的弹性势能是多少?

解决方案：

问题5.弹簧力常数为k = 12的弹簧的弹性势能为24J。找出其长度(单位为m)。

解决方案：