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势能gydF4y2Ba

作者:Ron KurtusgydF4y2Ba

势能gydF4y2Ba是一个物体或粒子的状态,在这种状态下,它有可能变成动能或相关形式的能量。物体保持一种平衡状态,有一个力试图移动物质,另一个相等的力阻止这种运动。gydF4y2Ba

释放阻止运动的力或加一个外力可以将势能转化为动能。gydF4y2Ba

这种平衡的一个很好的例子是压缩弹簧的力和试图使弹簧膨胀的内力。这个内力被认为是压缩弹簧的势能。gydF4y2Ba

常见的势能类型有弹性势能、引力势能、化学能、电能和核能。当势能被释放出来时,就可以用来做功。gydF4y2Ba

你可能会问的问题包括:gydF4y2Ba

本节课将回答这些问题。有用的工具:gydF4y2Ba单位转换gydF4y2Ba



平衡和势能gydF4y2Ba

势能是两个方向相反的相等的力作用在一个物体上时产生的。gydF4y2Ba

力导致加速度gydF4y2Ba

当你对一个物体施加力时,它会在施加力时加速,根据牛顿第二定律和公式:gydF4y2Ba

F = magydF4y2Ba

在哪里gydF4y2Ba

请注意gydF4y2Ba: 1 N = 1 kg-m/s²。gydF4y2Ba

阻力可以产生势能gydF4y2Ba

但是这个简单的方程或关系是建立在没有其他力抵抗运动的假设下的。如果存在某种力,如摩擦力,阻止运动,加速度将为:gydF4y2Ba

a = (F - FgydF4y2BargydF4y2Ba) /米gydF4y2Ba

在哪里gydF4y2BaFgydF4y2BargydF4y2Ba是阻力。gydF4y2Ba

现在,如果gydF4y2BaFgydF4y2BargydF4y2Ba等于所施加的力gydF4y2BaFgydF4y2Ba时,加速度和运动均为零。但是如果力gydF4y2BaFgydF4y2Ba仍然在作用,那么就会有势能被释放gydF4y2BaFgydF4y2BargydF4y2Ba被拿走或减少。gydF4y2Ba

例子gydF4y2Ba

例如,如果你在一辆车里,在山上,重力gydF4y2BaFgydF4y2BaggydF4y2Ba试图把车滚下山。但是如果你踩了刹车,阻力gydF4y2BaFgydF4y2BargydF4y2Ba阻碍了你的发展。gydF4y2BaFgydF4y2BaggydF4y2Ba是势能。现在如果你慢慢地松开刹车,势能就会变成动能当你开始滚下山的时候。只要你还在山上,再次刹车就会让你回到势能状态。gydF4y2Ba

势能的类型gydF4y2Ba

在某些情况下,物体有可能开始运动并获得动能。通常有力作用在物体上,但这些力还不足以使物体移动。常见的势能类型有:gydF4y2Ba

弹性势能gydF4y2Ba

当你压缩弹簧时,就会产生势能。根据胡克定律,压缩力与压缩量成正比。释放弹簧将势能转化为动能。弹簧可以用来推动物体。gydF4y2Ba

气球是弹性势能的另一个例子,空气在气球内被压缩。用针扎破气球将势能转化为快速移动的空气分子的动能。gydF4y2Ba

重力势能gydF4y2Ba

根据这个方程,一个物体被举离地面时,其势能与它被举离地面时的高度有关gydF4y2Ba

PE = mghgydF4y2Ba

地点:gydF4y2Ba

请注意gydF4y2Ba: 1 J = 1 kg-mgydF4y2Ba2gydF4y2Ba/秒gydF4y2Ba2gydF4y2Ba

如果你把物体扔下去,它的势能就会变成运动动能:gydF4y2Ba

KE =½mv²gydF4y2Ba

在哪里gydF4y2Ba

自gydF4y2BaPE = mghgydF4y2Ba而且gydF4y2BaKE =½mv²gydF4y2Ba,然后gydF4y2BaMGH =½mv²gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

你可以确定它下降高度后的速度gydF4y2BahgydF4y2Ba通过解方程gydF4y2BavgydF4y2Ba:gydF4y2Ba

½mv²= MGHgydF4y2Ba

V²= 2mgh/mgydF4y2Ba

V²= 2ghgydF4y2Ba

v =√rt (2gh)gydF4y2Ba=gydF4y2Ba√(2 gh)gydF4y2Ba

注:√2 gh)gydF4y2Ba而且gydF4y2Ba√(2 gh)gydF4y2Ba的平方根gydF4y2Ba2 ghgydF4y2Ba.注意质量gydF4y2Ba米gydF4y2Ba方程消掉了,意味着所有物体都以相同的速度下落。gydF4y2Ba

因此,如果gydF4y2BahgydF4y2Ba= 1英尺,自gydF4y2BaggydF4y2Ba= 32英尺/秒²gydF4y2Bav²gydF4y2Ba= 2 * 32 * 1 = 64 andgydF4y2Ba
vgydF4y2Ba= 8英尺/秒。gydF4y2Ba

化学势能gydF4y2Ba

有些不稳定分子,如硝酸甘油,在适当的条件下具有随时可以释放的势能。释放可能是爆炸,以光、热和运动粒子的形式释放动能。gydF4y2Ba

某些化学物质的混合物可以发生反应——尽管不是那么剧烈——产生热量和其他形式的动能。gydF4y2Ba

电势能gydF4y2Ba

你家里的电源插座有110V或220V的势能,这取决于你所居住的国家。一旦电路建立起来,势能就变成了电子运动的动能,以及热量和其他效应。gydF4y2Ba

核势能gydF4y2Ba

有些原子有一个不稳定的原子核,它有分裂和释放动能的潜力。例如,铀-235是不稳定的,可以一分为二,释放高速亚原子粒子和辐射。它的势能变成了动能。gydF4y2Ba

势能的应用gydF4y2Ba

控制势能的释放可以使势能做有用的功。我们用弹簧来帮助关门。水坝和发电机利用水的势能来发电。我们燃烧燃料来驱动汽车,为家庭供暖。我们释放潜在的电能来操作我们的电器。核势能也可以用来发电。gydF4y2Ba

总结gydF4y2Ba

势能是指一个物体有潜力产生动能或相关形式的能量。物体处于平衡状态,有一个力试图移动物质,另一个相等的力阻止这种运动。常见的势能类型有弹性势能、引力势能、化学能、电能和核能。当势能被释放出来时,就可以用来做功。gydF4y2Ba


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