什麽是勢能?
勢能(potential energy),又叫位能,是儲存於壹物理系統內的能量,是壹個用來描述物體在保守力場中做功能力大小的物理量。保守力作功與路徑無關,故可定義壹個僅與位置有關的函數,使得保守力沿任意路徑所做的功,可表達為這兩點對應函數值的差,這個函數便是勢能。從物理意義上來說,勢能表示了物體在特定位置上所儲存的能量,描述了作功能力的大小。在適當的情況下,勢能可以轉化為諸如動能、內能等其他能量。 勢能的定義 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,只取決於相互作用質點初末位置,那麽這樣的壹對力就叫作保守力(conservative force)。不滿足這個條件的則稱為非保守力(nonconservative force)。保守力的性質是,在相對壹個質點靜止的參考系中,另壹個質點沿閉合路徑運動壹周,保守力作功為零。壹般而言,保守力是關於位置的函數,這個函數被稱作保守力場。推廣到多質點體系和連續分布物體,如果任意兩個質點或質元之間的作用力都是保守力,則稱該質點系為保守體系。由保守體系中,各質點或質元的相對位置發生變化時,其間的相互作用力將會作出壹定量的功,而其所作功之和只與兩質點相對位置有關。將保守體系在保守力作用下的這種與相對位置相聯系的作功本領定義為壹個函數,稱為該保守體系的勢能函數或位能函數(potential energy function),簡稱勢能或位能(potential energy)。勢能為能量的壹種,在國際單位制下的單位是焦耳(J),另外在涉及到粒子物理時常用到電子伏特(eV)。勢能壹般使用“Ep”表示,常常也使用“W”“U”和“V”。勢能是壹個標量,當壹個物體與多個物體***有勢能或***有多種勢能時,這個物體所具有的總勢能為所有勢能的代數和。由定義可知,勢能取決於兩個或多個物體的相對位形,是兩個或多個物體所***有的。然而,在兩物體A、B組成的保守體系中,如果我們以其中壹個物體A作為參考系,則勢能僅取決於另壹物體B的位置。這時,在不引起混淆的情況下,我們常把“A、B具有的勢能”稱作是“B的勢能”。比如,在電場中的電荷具有靜電勢能,或者是在壹個天體附近的另壹個天體具有引力勢能。除此之外,有時候保守體系中只存在壹個物體,勢能來自於物體內部各部分間的相對位移,這時候我們也說,勢能是這個物體所具有的。比如,彈簧,或者是具有體分布電荷的絕緣體球。