動能與動量的關係

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介紹

動量和動能這兩個方面在物理學領域都至關重要，因為動量被認為描述了與某些特定方面的關係。這些方面對於具有相當質量的相關物體來說是速度、質量和方向。另一方面，動能是與運動相關的質量內的能量。物體內部的能量是由於施加在物體上的運動而產生的。動能被認為是進行工作的潛力。

動能的定義

在物理學中，人們注意到幾種型別的能量在物體內部守恆。然而，支援物體進行任何運動的能量被定義為動能。當物體被認為以運動加速時，則理解對物體施加了某種顯著的力（Li et al. 2019）。

然而，需要理解的是，當施加力時需要做一定的工作。這項工作轉化為能量的形式，這種能量支援物體以恆定的速度進行運動。

這種能量的轉移被定義為動能（Jeong et al. 2020）。我們在日常生活中進行的一些簡單的動作，例如行走、投擲、跳躍等，都包含動能。

圖 1：動能的概念

動能的單位和例子

動能被認為是一個標量，僅用於描述大小方面。動能有兩個單位，在（SI 單位）或國際單位制中表示為 1 kg.m².s^-2，該單位稱為焦耳或 (J)（Kuya et al. 2018）。另一個單位，在（CGS）或釐米-克-秒中為爾格。

下面列出了一些動能的例子。

例如，一輛卡車沿著道路行駛往往比一輛以相同速度行駛的小汽車具有更大的動能。這是因為卡車的質量大於小汽車。當河流在其河道中流動時，也可以將其視為動能的一個例子，因為水似乎具有特定的質量和速度。

動能的公式

某個物體的動能公式表示為 KE = 1/2 m * v²，其中，KE 是物體具有的動能，v 是質量相關物體的速度，最後 m 代表物體的質量（Physicsclassroom.com，2022）。動能的公式可以很容易地從與功相關的基本公式推匯出來，其中功被定義為沿距離 d 對物體施加的力。

動能的型別

人們注意到幾種型別的動能，總共有五種，包括輻射能、機械能、熱能、電能和聲能（Ducksters.com，2022）。輻射能的例子與伽馬的紫外線有關，鼓的跳動可以被認為是聲能的例子。

什麼是勢能？

勢能被定義為物體在其狀態的位置時所繼承的能量。當物體處於靜止狀態時，這種能量被認為儲存在物體內部。然而，這裡發現了三種類型的能量，包括電勢能、化學能和最後是核能。

圖 2：勢能的概念

勢能的例子

為了確定勢能，人們發現了幾個例子，例如，火箭坐在懸崖的邊緣。我們攝入的食物被稱為化學勢能，它為我們提供能量來工作。

動量的定義及其公式

物理學中的動量被定義為內部具有運動的質量，然而，動量的量有兩個變數（Livescience.com，2022）。這兩個變數包括正在移動多少質量以及以什麼速度（Ducksters.com，2022）。因此，勢能的公式表示為 m * g * h，其中，“m”表示“質量”，“g”表示“重力能”，最後，“h”分別表示“高度”。

圖 3：動量的概念

動量的例子

下面列出了一些動量的例子，例如，重型卡車的移動、棒球在空中飛行、槍支發射子彈以及火車以 120 公里/小時的速度行駛等。

動能與動量的關係

物理學中動能和動量的概念都密切相關。一方面，動能是物體獲得能量時所具有的能量，另一方面，當物體的質量處於運動狀態時，就會產生動量。

在數學上，它可以表示為 KE = 1/2 m * v 和 p = m * v，因此，將兩者等同起來，KE = 1/2 m * v * v，這等於 KE = 1/2 p * v。

結論

然而，在本教程中，透過說明動能和動量之間的複雜關係，提供了一個深入的瞭解。可以肯定地說，物體擁有動能，而動量指的是與運動相關的物體的質量。

常見問題

Q1. 功的公式是什麼？

答：物理學中功的公式可以表示為 W = F * d，其中 F 是力，d 是物體的距離。

Q2. 勢能的例子是什麼？

答：勢能的一個例子是重力，因為它可以透過公式 mgh 來確定。

Q3. 動能的 SI 單位是什麼？

答：動能的 SI 單位可以表示為焦耳 (J)，等於 kgm²s^-2。