1、勢(shì)能定義
在相互作用力是“耗散力”(如摩擦力)時(shí),設(shè)物體由A點(diǎn)(假設(shè)它是勢(shì)能零點(diǎn))移到B點(diǎn)克服它做功為W,當(dāng)物體由B點(diǎn)回到A點(diǎn)時(shí),它并不能對(duì)物體做功(如克服摩擦力做功時(shí),物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而無(wú)法利用這部分內(nèi)能對(duì)物體做功),故不能說(shuō)由于耗散力存在使物體具有了勢(shì)能。與此相反,如果上述過(guò)程是在保守力作用下進(jìn)行的,那么物體從B回到A時(shí),保守力對(duì)物體做的功正好等于W,這是因?yàn)楸J亓λ龅墓Σ胖慌c物體的初始和最終的相對(duì)位置有關(guān)。如果物體不受其它力的作用那么這個(gè)功W就使物體得到同樣多的動(dòng)能。故我們說(shuō)物體在B點(diǎn)有勢(shì)能W?傊畡(shì)能的大小由體系內(nèi)各物體之間保守力所作的功來(lái)量度。勢(shì)能是屬于物體系共有的能量,通常說(shuō)一個(gè)物體的勢(shì)能,實(shí)際上是一種簡(jiǎn)略的說(shuō)法。勢(shì)能是一個(gè)相對(duì)量。選擇不同的勢(shì)能零點(diǎn),勢(shì)能的數(shù)值一般是不同的。
2、勢(shì)能計(jì)算方法
能量是指物體或系統(tǒng)做功的能力。它有多種形式,包括機(jī)械、熱力、化學(xué)、核能和其他形式。
功是指能量從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,它與動(dòng)能有密切的關(guān)系。
功率是兩個(gè)或兩個(gè)以上物體之間能量轉(zhuǎn)移的速度。
這三個(gè)概念緊密相關(guān),理解每個(gè)概念都需要了解其他概念的背景。
能量和功是用焦耳來(lái)測(cè)量的,焦耳是以物理學(xué)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(lái)測(cè)量的,因?yàn)樗鼈兿喈?dāng)于一枚硬幣的兩面——功就是運(yùn)動(dòng)中的能量。
功率是以瓦特計(jì)量的,瓦特是以蘇格蘭發(fā)明家詹姆斯·瓦特的名字命名的。瓦特?cái)?shù)是熱產(chǎn)生的量度。任何時(shí)候能量轉(zhuǎn)移,就會(huì)產(chǎn)生熱量,它轉(zhuǎn)移的越快,就會(huì)產(chǎn)生越多的`熱量。
如果要將這種互動(dòng)形象化的話,有一個(gè)簡(jiǎn)單方法,就是你用手取暖。當(dāng)你冷的時(shí)候,你可能會(huì)搓著手取暖。
現(xiàn)在想象你的雙手以最快的速度一起閉合運(yùn)動(dòng)。更多的能量被使用,這意味著做了更多的功。這個(gè)功需要更多的能量,產(chǎn)生更多的熱量。
任何給定物體的勢(shì)能都是對(duì)其做功、發(fā)熱和發(fā)電的潛在能量的測(cè)量。
因此,一個(gè)物體的重力勢(shì)能的計(jì)算是它的質(zhì)量、離地球的距離、電荷、離其他物體的距離和內(nèi)部彈性力(即任何內(nèi)部機(jī)械力)的和。
簡(jiǎn)化后的重力勢(shì)能公式為:EP= mgh,EP為勢(shì)能, m為質(zhì)量,g為重力加速度(地表為9.8 m/s^2);h是高度。