(a) 以一個例子解釋勢能的含義。寫出質量為m的物體放置在地球表面上方高度h處的重力勢能表示式。
(b) 勢能和動能有什麼區別?
(c) 一個質量為$0.5\ kg$的球從速度$5\ m/s$減速到$3\ m/s$。計算球的動能變化。用正確的單位給出你的答案。
(a). 勢能:物體由於其位置而具有的能量稱為物體的重力勢能。
如果質量為$m$的物體放置在地球表面上方高度為$h$處,則其勢能$P=mgh$
這裡,$g\rightarrow$重力加速度
(b). 勢能和動能的區別
勢能 | 動能 |
1. 物體由於其位置而具有勢能。 | 1. 物體由於其運動而具有動能。 |
2. 它取決於物體距地面高度。 | 2. 它取決於運動物體的速度。 |
3. 放在屋頂上的石頭是具有勢能的一個很好的例子。 | 3. 在公路上行駛的汽車是具有動能的物體的良好例子。 |
(c). 質量 $m=0.5\ kg$
初始速度 $v_1=5\ m/s$
最終速度 $v_2=3\ m/s$
動能變化 $=K_1-K_2$
$=\frac{1}{2}mv_1^2-\frac{1}{2}mv_2^2$
$=\frac{1}{2}m(v_1^2-v_2^2)$
$=\frac{1}{2}\times0.5\times(5^2-3^2)$
$=\frac{1}{2}\times0.5\times(25-9)$
$=\frac{1}{2}\times0.5\times16$
$=4.0\ J$
因此,動能變化為$4.0\ J$
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