势能公式

在物理学中，能量的最简单定义是做功的能力。物理学研究了各种形式的能量。势能分为许多类别，每个类别都与某种力有关。它是由于物体相对于其他物品的位置而产生的能量。

物品因其位置而拥有的能量。此外，它被称为势能，因为它具有潜力，即能够转化为其他类型的能量。值得注意的是，它也可能适用于各种类型的存储能量，例如来自化学键、净电荷或内部张力的能量。

势能的类型

重力势能：物体的重力势能是它抵抗重力上升到特定高度时所拥有的能量。下图描绘了一个物体 O，它被保持在离地面高度 h 处。

引力势能公式

W = mgh

where,

• m denotes the mass of the object.
• g denotes the acceleration due to gravity.
• h denotes the height at which the object has been raised from the ground.

弹性势能：弹性带、蹦床、弹力绳等可压缩或可拉伸物品所含的能量称为弹性势能。物体的拉伸能力越大，它的弹性势能就越大。累积有 EPE 的物品通常有很高的弹性极限；尽管如此，所有有弹性的东西都有一个负载限制。当物体变形超过其弹性极限时，其原始形状无法恢复。

弹性势能公式

$U = \frac{1}{2}kx^2$

where,

• k denotes the constant force of spring
• x denotes the length of the stretched spring

示例问题

问题 1. 求一个距离地面 6 m 的质量为 2 kg 的物体的 GPE。

解决方案：

Given: m = 2 kg, h = 6 m

Since, W = mgh

⇒ W = 2 kg x 9.8 m/s² x 6 m

= 117.6 J

问题 2. 求一个质量为 4 kg 的物体高出地面 2 m 的 GPE。

解决方案：

Given: m = 4 kg, h = 2 m

Since, W = mgh

⇒ W = 4 kg x 9.8 m/s2 x 2 m

= 78.4 J

问题 3. 求一个质量为 10 kg 的物体高出地面 20 m 的 GPE。

解决方案：

Given: m = 10 kg, h = 20 m

Since, W = mgh

⇒ W = 10 kg x 9.8 m/s2 x 20 m

= 1960 J

问题 4. 求一个质量为 8 kg 的物体离地 9 m 处的 GPE。

解决方案：

Given: m = 8 kg, h = 9 m

Since, W = mgh

⇒ W = 8 kg x 9.8 m/s2 x 9 m

= 705.6 J

问题 5. 求一个质量为 1 kg 的物体高出地面 20 m 的 GPE。

解决方案：

Given: m = 1 kg, h = 20 m

Since, W = mgh

⇒ W = 1 kg x 9.8 m/s2 x 20 m

= 196 J