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🪀 彈性能量

物體被拉伸或壓縮時所儲存的位能。

彈性能量

彈性位能是指物體在拉伸或壓縮時儲存的位能。拉動橡皮筋,它會儲存能量;鬆開橡皮筋,能量就轉化為動能,橡皮筋會飛過房間。弓的弓臂儲存著彈性位能。彈簧在壓縮時也會儲存彈性位能。

能量來自原子間化學鍵的形變。拉伸材料時,原子會彼此分離。化學鍵會產生阻力,能量就儲存在這種阻力中。鬆開拉伸力後,原子會恢復到原來的位置,能量也跟著釋放出來。如果材料具有彈性,這個過程是可逆的。如果拉伸過度,材料會發生永久形變,能量會以熱能的形式散失。

日常物品中的彈性勢能

彈簧彈性位能的公式是:彈簧常數乘以二分之一再乘以位移的平方。伸長量加倍,能量則變成原來的四倍。這就是為什麼拉弓時弓弦會變得越來越難拉的原因。彈簧常數衡量的是彈簧的剛度。剛度高的彈簧在相同的位移下儲存的能量較多,而剛度低的彈簧儲存的能量則較少。彈性位能是暫時的,它會被儲存和釋放,不會永遠存在。材質會疲勞,彈簧會磨損,橡皮筋會斷裂。但能量始終存在,等待釋放。它是最簡單的能量儲存方式之一,也是最有用的能量儲存方式之一。

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