Thế năng

Bách khoa toàn thư hé Wikipedia

Thế năng
Trong tình huống cung thương hiệu, Lúc cung thủ triển khai công lên chạc cung, kéo chạc về hâu phương, một vài hóa năng vô khung người cung thủ được gửi trở thành thế năng đàn hồi dự trữ vô chạc cung bị uốn nắn. Khi chạc được thả, lực tương tác thân mật chạc và cung triển khai công lên thương hiệu. Thế năng của cung được gửi hóa trở thành động năng khiến cho thương hiệu cất cánh cút.
Ký hiệu thông thường gặp	W_t (E_p vô giờ Anh, tức là potential energy)
Đơn vị SI	joule (J)
Liên hệ với những đại lượng khác	W_t = m · g · h (thế năng trọng trường) W_t = ½ · k · x² W_t = ½ · C · V² (thế năng năng lượng điện trường) W_t = -m · B (thế năng kể từ trường)

Trong vật lý cơ, thế năng (Tiếng Anh: potential energy, nghĩa đen: năng lượng tiềm tàng) là tích điện được lưu giữ bởi vì một vật bởi địa điểm của chính nó đối với những vật không giống, những lực nén bên phía trong phiên bản thân mật, năng lượng điện hoặc những nhân tố không giống.^[1]^[2]

Các dạng thế năng thịnh hành bao hàm thế năng thú vị của một vật tùy thuộc vào lượng của chính nó và khoảng cách của chính nó với trọng tâm của một vật không giống, thế năng đàn hồi của xoắn ốc kéo dãn và thế năng của năng lượng điện vô một năng lượng điện ngôi trường. Đơn vị đo tích điện vô Hệ thống kê giám sát quốc tế (SI) là jun, sở hữu ký hiệu J.

Thuật ngữ tích điện tiềm năng được thể hiện bởi vì kỹ sư và mái ấm vật lý cơ người Scotland ở thế kỷ 19 William Rankine^[3]^[4], tuy vậy nó sở hữu tương quan cho tới định nghĩa về tiềm ẩn ở trong phòng triết học tập Hy Lạp Aristotle. Thế năng tương quan cho tới những lực thuộc tính lên một khung người tuy nhiên tổng công bởi những lực này triển khai lên thể chỉ tùy thuộc vào địa điểm thuở đầu và địa điểm ở đầu cuối của khung người vô không khí. Những lực này, được gọi là lực bảo toàn, hoàn toàn có thể được màn trình diễn bên trên từng điểm vô không khí bởi vì vectơ được biểu thị bên dưới dạng những bậc của một hàm vô phía chắc chắn được gọi là potential. Hiểu một cơ hội đúng đắn hơn thế thì vô cơ học tập, thế năng là ngôi trường thế vô vị trí hướng của ngôi trường véctơ lực bảo toàn.

Vì công của những lực tiềm ẩn thuộc tính lên một vật thể vận động từ vựng trí đầu cho tới địa điểm cuối chỉ được xác lập bởi vì nhị địa điểm này, và ko tùy thuộc vào lối của khung người cơ, nên sở hữu một hàm được gọi là potential hoàn toàn có thể được xác lập bên trên nhị địa điểm cơ nhằm xác lập công này.

Cũng như từng ngôi trường thế vô phía, thế năng có mức giá trị tùy từng quy ước thế năng của điểm lấy mốc. Thông thường, định nghĩa hiệu thế năng thông thường được sử dụng Lúc đối chiếu thế năng thân mật nhị điểm, hoặc nói đến thế năng của một điểm Lúc lấy điểm cơ là mốc sở hữu thế năng bởi vì 0.

Với từng ngôi trường véctơ lực bảo toàn, tích phân lối của véctơ lực E từ vựng trí r₀ cho tới r:

đều có mức giá trị ko tùy thuộc vào lối đi ví dụ kể từ r₀ cho tới r.

Như vậy bên trên từng điểm r đều hoàn toàn có thể đặt điều độ quý hiếm gọi là thế năng:

với φ(r₀) là độ quý hiếm thế năng quy ước ở mốc r₀.

Thế năng hấp dẫn[sửa | sửa mã nguồn]

Thế năng hấp dẫn (thế năng trọng trường) của một vật là dạng tích điện tương tác thân mật Trái Đất và vật; nó tùy thuộc vào địa điểm của vật vô trọng ngôi trường.^[5]

Xem thêm: lượng giác công thức

Lực thú vị là một trong lực bảo toàn, và thế năng vô tình huống này gọi là thế năng hấp dẫn, hay còn gọi là thế năng trọng trường. Ví dụ, bên trên một điểm nhỏ bên trên mặt phẳng hành tinh nghịch rộng lớn, hoàn toàn có thể coi lực thú vị lên vật thể (trọng lực) ko đổi:

F = m g

với bên trên mặt phẳng, vật. Lúc cơ nếu như lấy mốc thế năng của vật bên trên mặt phẳng bởi vì 0 thì thế năng bên trên chừng cao h đối với mặt phẳng (h đặc biệt nhỏ đối với nửa đường kính của hành tinh) là:

φ = m |g| z

Khi phía trên mặt mũi khu đất thế năng trọng ngôi trường sở hữu công thức: Wt = mgz đơn vị chức năng Jun

m là lượng đơn vị chức năng kg

g là vectơ tốc độ trọng ngôi trường. Là hằng số cửu,81

z là chừng cao đơn vị chức năng là m

Thế năng tĩnh điện[sửa | sửa mã nguồn]

Lực tĩnh năng lượng điện là một trong lực bảo toàn, và thế năng vô tình huống này là thế năng tĩnh điện.

Lực tĩnh năng lượng điện F là:

F = q E

với q là năng lượng điện của phân tử đem năng lượng điện, E là độ mạnh năng lượng điện ngôi trường.

Trong Lúc cơ, năng lượng điện thế, V, lại là ngôi trường thế vô phía ứng với ngôi trường véc tơ độ mạnh năng lượng điện trường:

Suy ra:

φ = q V

nghĩa là thế năng tĩnh năng lượng điện bởi vì năng lượng điện thế nhân với năng lượng điện.

Thế năng đàn hồi[sửa | sửa mã nguồn]

Thế năng đàn hồi là dạng tích điện của một vật chịu đựng thuộc tính của lực đàn hồi.^[5]

Lực đàn hồi của xoắn ốc hoàn hảo là lực bảo toàn, và thế năng vô tình huống này gọi là thế năng đàn hồi.

Nếu xoắn ốc tuân bám theo tấp tểnh luật Hooke với lực đàn hồi, F, tỷ trọng với biến dị, x:

|F| = k x

Thì thế năng đàn hồi của xoắn ốc là:

φ = k x²/2

Có thể lấy mốc thế năng bởi vì 0 Lúc xoắn ốc không biến thành biến dị.

Xem thêm: định nghĩa hình chữ nhật

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

^ Jain, Mahesh C. (2009). “Fundamental forces and laws: a brief review”. Textbook of Engineering Physics, Part 1. PHI Learning Pvt. Ltd. tr. 10. ISBN 978-81-203-3862-3.
^ McCall, Robert Phường. (2010). “Energy, Work and Metabolism”. Physics of the Human Body. JHU Press. tr. 74. ISBN 978-0-8018-9455-8.
^ William John Macquorn Rankine (1853) "On the general law of the transformation of energy," Proceedings of the Philosophical Society of Glasgow, vol. 3, no. 5, pages 276–280; reprinted in: (1) Philosophical Magazine, series 4, vol. 5, no. 30, pp. 106–117 (February 1853); and (2) W. J. Millar, ed., Miscellaneous Scientific Papers: by W. J. Macquorn Rankine, ... (London, England: Charles Griffin and Co., 1881), part II, pp. 203–208.
^ Smith, Crosbie (1998). The Science of Energy – a Cultural History of Energy Physics in Victorian Britain. The University of Chicago Press. ISBN 0-226-76420-6.
^ ^a ^b Sách Giáo Khoa Vật Lý 10. Sở Giáo Dục Và Đào Tạo. Tháng 4 năm 2021. tr. 137. ISBN 978-604-0-23755-2.

Cơ sở vật lý phần Cơ học tập, của Halliday, Walker và Resnick, dịch lịch sự giờ Việt bởi vì Ngô Quốc Quýnh, Nhà xuất phiên bản Giáo dục đào tạo, 1998.