势能与动能-能量-引力势能-动能-势能转变成动能

  能量
  能量是作功的能力,能量的单位是 J（焦耳），即是 千克米2/秒2,能量可以用很多不同的形式存在！这里我们学习势能（PE，英语 Potential Energy）和动能（KE，英语 Kinetic Energy）。

  势能（也称位能）与动能

    榔头：

  举起来时有势能（位置或状态的能量）
  敲下时就有动能（运动的能量）

  势能（PE）是因所在的位置或状态不同而具有的能量
  弓与箭
  举起来的榔头有从引力而来的势能。
  燃料和炸药有化学势能
  压缩的弹簧和拉开的弓也有基于它们的状态的势能

  动能（KE）是运动的能量

走动的车有很多动能

  势能转变成动能

  这些跳伞运动员有势能，因为他们在高空。跳出飞机后，这势能在他们加速下落时被转化为动能（和热量）。

  引力势能
  从物体位置高低而来的势能是：

引力势能 = m g h

  其中：

  m 是物体的质量（千克）
  g 是 "引力场强度"，值是 9.8米每秒²（在地球表面附近）
  h 是高度（米）

例子：这个 2千克重的榔头被举到 0.4米高。它的势能（PE）是多少？

势能 = m g h

势能 = 2千克 × 9.8 米每秒² × 0.4米

势能 = 7.84千克米²/秒² = 7.84焦耳

  动能
  动能的公式是：动能 = ½ m v²

    <sup>其中

    m 是物体的质量（千米）
    v 是物体的速度（米每秒）

  例子：1500千克重的汽车以 14米每秒的速度（大约 50千米每小时或 30英里每小时）行驶，它的动能（KE）是多少？</sup>

  动能 = ½ m v²

  动能 = ½ × 1500 kg × (14米每秒）²

  动能 = 147,000千克米²/秒²

  动能 = 14千焦耳

  加速一倍！

  移动的车
  例子：汽车现在以 28米每秒（大约 100千米每小时或 60英里每小时）行驶，那么动能是多少？

动能 = ½ m v²

动能 = ½ × 1500千克 × (28米每秒)²

动能 = 588,000千克米²/秒²

动能 = 588千焦耳

  厉害！大了很多！车开得快很危险。

  把速度加倍，动能就大了四倍被。（非常重要）！

  1千克重的陨石以 11千米每秒的速度撞击到月球上。这动能是多少？

动能 = ½ m v²

动能 = ½ × 1千克 × (11,000米每秒)²

动能 = 60,500,000焦耳

动能 = 60.5兆焦耳

  这比上面高速的汽车要大 100倍。

  势能转变成动能
  下落时，物体的引力势能转变成动能（及热量，因为有空气阻力）。

  掉下一些东西！

  苹果 1米
  例子：0.1千克重的苹果从 1米高掉下，它落地是的速度是多少？

  1米高的势能是

势能 = m g h

势能 = 0.1千克 × 9.8米每秒² × 1米

势能 = 0.98千克米²/秒²

  不理空气阻力（只下跌 1米，空气阻力影响很小），势能转变成动能：

动能 = ½ m v²

  换边，重排：

½ m v² = 动能

v² = 2 × 动能 / m

v = √( 2 × KE / m )

  把势能的值代入动能来得到：

v = √（2 × 0.98千克米²/秒² / 0.1千克）

v = √( 19.6米²/秒² )

v = 4.427……米每秒

注意：我们可以把公式结合成：

从动能求速度：		v = √( 2 × 动能 / m )
代入势能：		v = √( 2 × mgh / m )
约去 m/m：		v = √( 2gh )

质量没有影响！速度只取决于高度和引力。用这个公式来解上面的例子：

v = √( 2gh )

v = √( 2 × 9.8米每秒² × 1米 )

v = 4.427……米每秒

总括

• 能量是作功的能力
• 势能（PE）是是因所在的位置或状态不同而具有的能量

  引力势能 = m g h

• 动能（KE）是运动的能量

  动能 = ½ m v²