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位能 (potential energy,中國大陸譯 勢能[註 1])是儲存於一 物理 系統內的一種 能量,是一個用來描述物體在保守力場中 作功 能力大小的 物理量。 保守力 作 功 與路徑無關,故可定義一個僅與位置有關的 函數,使得保守力沿任意路徑所作的功,可表達為這兩點 函數值 的差,這個函數便是位能。 從物理意義上來說,位能表示物體在特定位置上所儲存的能量,描述 作功 能力的大小。 在適當的情況下,位能可以轉化為例如 動能 、 內能 等其他能量。 位能. [編輯] 位能的保守力定義. [編輯] 主條目: 保守力. 如果分別作用於兩個質點上的 作用力與反作用力 作功與具體路徑無關,只取決於交互作用質點初末位置,那麼這樣的一對力就叫作 保守力。 不滿足這個條件的則稱為 非保守力。
用作功看位能. 讓我們試著直覺地思考,彈簧在什麼情況下不帶有任何的彈性位能? 這個問題簡單明瞭,任何不懂物理的人都能回答:在彈簧沒有被壓縮或伸展的情況下。 因此,讓我們從彈簧平衡的時候開始討論。 首先,彈簧在平衡時是沒有彈力位能的。 而當我們開始壓縮彈簧,彈力位能也就隨之增加。 現在一個很重要的問題來了:這些增加的位能是從何而來的? 這個的答案也很簡單:因為是我們用手推動彈簧,表示 彈力位能是源於手對彈簧的作功。 在知道了這一點後,我們便可以計算彈簧的彈力位能了。 我們先來複習一下 作功 的基本定義: W = F\cdot s W = F ⋅ s. 其中, 代表著所施的力,而 代表著施力所造成的位移。
C、位能的定義: (1) 物體只要具有【 高度】,則必定具有位能。 (2) 位能的大小和物體的高度有關,位置愈高,位能愈【大 】。 (3) 位置的高低和基準面的決定有關,此基準面稱為【 零位面】。 D、公式: 重力位能 = 物體質量‧ 重力加速度‧距零位面的高度. U = mgh. 【註】:物體所具有的位能不是定值,而是由【 零位面】來決定。 E、 單位: U:位能( 焦耳); . m:質量( 公斤); g:重力加速度( 公尺/秒2); h:距地高度( 公尺) F、重力位能的性質: (1) 物體受外力後【 高度】 增加,作功儲存起來,成為【重力位能】。 (2) 重力位能的大小需由相對【 零位面】的高度來決定。
動能加位能,定義為機械能 沒有外力的影響下,機械能守恆 漂亮的守恆證明,會在質點系統單元呈現(參考該單元) 單擺系統(或盪鞦韆)的動能與位能的變化 見課本圖 8-6(如何由牛頓定律理解?位勢有推力,質量有慣性) 力學的建立 從運動方程式出發
位能是能量物理學裡的一個重要觀念, 它與動能共同形成力學能,而力學能守恆律是描述許多自然現象的基本原理, 因此位能的概念頗值得仔細探究。 那麼位能的意義是什麼呢? 它又是如何發生的? 許多高中及國中教科書認為:重力位能是抵抗重力的外力,將物體由低處抬至高處所作的功轉變而來,並定義此外加拉力所作的功等於重力位能的增加量(國立台灣師範大學科學教育中心,1995 ,頁10-17; 高涌泉,2011, 頁100; 傅昭銘、陳義裕,2011, 頁104; 林英智,2014, 頁73)。 若將此說法用在行星與太陽上,那麼是什麼樣的拉力,可將行星自離太陽近處移至遠處?位能的介紹非要引入拉力嗎?一個下落石塊,並沒有抵抗重力的拉力作用在石塊上,為何會有位能? 物理學家到底是如何來描述位能呢?
势能[註 1] (potential energy, 港台 译 位能)是储存于一 物理 系统内的一种 能量,是一个用来描述物体在保守力场中 做功 能力大小的 物理量。 保守力 作 功 与路径無關,故可定义一个仅与位置有关的 函数,使得保守力沿任意路径所做的功,可表达为这两点 函数值 的差,这个函数便是勢能。 從物理意义上来说,势能表示物體在特定位置上所储存的能量,描述 作功 能力的大小。 在适当的情况下,勢能可以轉化為例如 動能 、 内能 等其他能量。 势能. [编辑] 势能的保守力定义. [编辑] 主条目: 保守力. 如果分别作用于两个质点上的 作用力与反作用力 作功与具体路径无关,只取决于相互作用质点初末位置,那么这样的一对力就叫作 保守力。 不满足这个条件的则称为 非保守力。
位能 與 能量守恒. 如果有一種力在 作功時,其功的總大小與作功路徑無關,而只與作功起點與終點有關,這種力叫作保守力。. 另一種判定法:沿封閉路徑作功一圈淨值零之力,保守力。. 高階的定法:旋度處處零之力場,為保守力。. 補充:數學上可證明 ...