重力势能是指物体由于其在重力场中的位置而具有的能量。将一本书放到书架上,它就获得了势能。书放得越高,势能越大。将书放下,势能就转化为动能。书会越下落越快,直到撞击地面。
公式为:质量乘以重力加速度再乘以高度。高度翻倍,能量也翻倍;质量翻倍,能量也翻倍。参考点是任意的。你可以从地面、海平面或地心测量高度。只有高度的变化才重要。两个位置之间的能量差才是关键。
引力势能示例
- 书架上的一本书。
- 水坝后面的水。
- 山顶上的过山车。
- 一颗在轨卫星。
- 站在楼梯顶端的人。
重力势能是一种储存的能量,它等待着被释放。水力发电大坝将水蓄积在高处,水流向下流经涡轮机,将势能转化为电能。过山车也运用了同样的原理。链式提升机将车厢提升到第一个坡顶,剩下的就交给重力了。能量并非凭空产生,而是转化而来。在一个封闭系统中,总能量守恒。势能转化为动能,动能转化为热能和声能。道理很简单,但其影响却极其深远。每一个下落的物体、每一条奔流的河流、每一颗绕地球运行的卫星,都是重力势能的生动体现。
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