什么是势能-定义gydF4y2Ba

什么是势能。势能U,定义为物体受到保守力作用时所储存的能量。优德app热能工程gydF4y2Ba

什么是势能gydF4y2Ba

conservartion-of-mechanical-energy-pendulumgydF4y2Ba势能gydF4y2Ba,定义为gydF4y2Ba能源存储gydF4y2Ba在受保守力作用的物体中。常见的类型包括gydF4y2Ba重力势能gydF4y2Ba,gydF4y2Ba弹性势能gydF4y2Ba一个延伸的弹簧,和gydF4y2Ba电势能gydF4y2Ba在电场中的电荷,等等。gydF4y2Ba

我们假设gydF4y2Ba机械能gydF4y2Ba(EgydF4y2Ba机械工程gydF4y2Ba),这是与gydF4y2Ba运动gydF4y2Ba和gydF4y2Ba位置gydF4y2Ba指一个物体通常处于某种力场中(例如重力场)。gydF4y2Ba米gydF4y2Baechanical能源gydF4y2Ba(也包括热能)可以分为两类,瞬态的和存储的。瞬态能量是运动中的能量,也就是从一个地方转移到另一个地方的能量。储存的能量是包含在物质或物体中的能量。一般称为瞬态机械能gydF4y2Ba工作gydF4y2Ba。储存的机械能以两种形式存在:gydF4y2Ba动能gydF4y2Ba或gydF4y2Ba潜在的gydF4y2Ba:gydF4y2Ba

  • 势能gydF4y2Ba。势能U,定义为物体受到保守力作用时所储存的能量。常见的类型包括一个物体的重力势能,它取决于它的质量和它与另一个物体质心的距离。gydF4y2Ba
  • 动能gydF4y2Ba。动能,gydF4y2BaKgydF4y2Ba,定义为物体因运动而储存在物体中的能量。它取决于一个物体的速度,是一个移动的物体在与其他物体碰撞时对它们做功的能力。gydF4y2Ba

势能的例子gydF4y2Ba

重力势能:gydF4y2Ba

在经典力学中,重力势能(U)是物体因其在重力场中的位置而具有的能量。引力势(V;每单位质量的重力能量)等于每单位质量将物体从一个固定的参考位置移动到该物体的位置所需要的功(转移的能量)。重力势能最常用的用途是用于地球表面附近的物体,那里的重力加速度可以假定为恒定在9.8米/秒左右gydF4y2Ba2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

U = mghgydF4y2Ba

弹性势能gydF4y2Ba:gydF4y2Ba

弹性势能是由于弹性物体的变形而储存的势能,例如弹簧的拉伸。它取决于弹簧常数k和拉伸的距离。gydF4y2Ba

U = 1/ 2kxgydF4y2Ba2gydF4y2Ba

电势能gydF4y2Ba:gydF4y2Ba

电势能是由保守库仑力产生的一种势能,它与定义系统内一组特定点电荷的构型有关。例如,如果一个正电荷Q固定在空间的某个点上,任何其他正电荷被带到它附近都会受到排斥力,因此会有势能。gydF4y2Ba

U = kQqgydF4y2Ba/ rgydF4y2Ba

机械能守恒gydF4y2Ba

首先是原则gydF4y2Ba机械能守恒gydF4y2Ba是说:gydF4y2Ba

总机械能gydF4y2Ba(定义为势能和动能之和)仅受保守力作用的粒子gydF4y2Ba是恒定的gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

conservartion-of-mechanical-energy-examplegydF4y2Ba

参见:gydF4y2Ba机械能守恒gydF4y2Ba

一个孤立系统gydF4y2Ba是一种gydF4y2Ba没有外力gydF4y2Ba导致能量变化。如果只有gydF4y2Ba保守力gydF4y2Ba作用于一个物体和gydF4y2BaUgydF4y2Ba是gydF4y2Ba势能gydF4y2Ba总保守力的函数,那么gydF4y2Ba

EgydF4y2Ba机械工程gydF4y2Ba= u + kgydF4y2Ba

潜在的能量,gydF4y2BaUgydF4y2Ba,取决于受保守力作用的物体的位置。gydF4y2Ba

potential-energy-equationgydF4y2Ba

它被定义为物体做功的能力,当物体朝着力的相反方向移动时,做功的能力就会增加。gydF4y2Ba

潜在的能量gydF4y2Ba与一个由地球和一个附近的粒子组成的系统有关gydF4y2Ba重力势能gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

gravitational-potential-energy-equationgydF4y2Ba

动能,gydF4y2BaKgydF4y2Ba,取决于一个物体的速度,是一个移动的物体在与其他物体碰撞时对它们做功的能力。gydF4y2Ba

K = 1 / 2mvgydF4y2Ba2gydF4y2Ba

上述定义(gydF4y2BaEgydF4y2Ba机械工程gydF4y2Ba= u + kgydF4y2Ba)假设系统是gydF4y2Ba免费的摩擦gydF4y2Ba和其他gydF4y2Ba保守力量gydF4y2Ba。保守力和非保守力的区别在于,当保守力使物体从一点移动到另一点时,保守力所做的功与路径无关。gydF4y2Ba

在任何实际情况下,gydF4y2Ba摩擦力gydF4y2Ba其他非保守力也存在,但在很多情况下,它们对系统的影响是如此之小gydF4y2Ba机械能守恒gydF4y2Ba可以作为一个很好的近似。例如,摩擦力是非保守力,因为它的作用是减少系统中的机械能。gydF4y2Ba

请注意,非保守力并不总是减少机械能。一个非保守力改变了机械能,有一些力增加了总机械能,比如马达或引擎提供的力,也是一个非保守力。gydF4y2Ba

块体滑下无摩擦的斜坡gydF4y2Ba

1千克的块开始一个高度H(让1米)高于地面,与gydF4y2Ba势能gydF4y2BamgHgydF4y2Ba和gydF4y2Ba动能gydF4y2Ba等于0。它滑向地面(没有摩擦),到达时没有势能和动能gydF4y2BaK = 1 / 2mvgydF4y2Ba2gydF4y2Ba。计算物体在地面上的速度和动能。gydF4y2Ba

EgydF4y2Ba机械工程gydF4y2Ba= U + K = constgydF4y2Ba

= >½mvgydF4y2Ba2gydF4y2Ba= mgHgydF4y2Ba

v =√2gH = 4.43 m/sgydF4y2Ba

= > KgydF4y2Ba2gydF4y2Ba= 0.5 x 1 kg x (4.43 m/s)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba= 19.62 kg.mgydF4y2Ba2gydF4y2Ba授予了gydF4y2Ba2gydF4y2BaJ = 19.62gydF4y2Ba

摆gydF4y2Ba

conservartion-of-mechanical-energy-pendulumgydF4y2Ba假设一个gydF4y2Ba摆gydF4y2Ba(质量为m的球悬在一根长绳子上gydF4y2BalgydF4y2Ba我们把球拉起来,使它有一个高度gydF4y2BaH < LgydF4y2Ba在其最低点以上的弧上拉伸弦的运动。钟摆受制于gydF4y2Ba保守的重力gydF4y2Ba这里的摩擦力,比如空气阻力和枢轴上的摩擦力可以忽略不计。gydF4y2Ba

我们把它从静止中释放出来。gydF4y2Ba在底部有多快?gydF4y2Ba

conservartion-of-mechanical-energy-pendulum2gydF4y2Ba

钟摆到达gydF4y2Ba最大的动能gydF4y2Ba和gydF4y2Ba最小势能gydF4y2Ba当在gydF4y2Ba垂直位置gydF4y2Ba,因为它会有最大的速度,并且在这一点离地球最近。另一方面,它也会有它的gydF4y2Ba最小动能gydF4y2Ba和gydF4y2Ba最大的势能gydF4y2Ba在gydF4y2Ba极端的立场gydF4y2Ba因为它的速度为零,而且在这些点上离地球最远。gydF4y2Ba

如果振幅被限制在小的摆动,周期gydF4y2BaTgydF4y2Ba对于单摆,一个完整周期所花费的时间为:gydF4y2Ba

period-of-pendulum-conservation-of-energygydF4y2Ba

在哪里gydF4y2BalgydF4y2Ba摆的长度是和吗gydF4y2BaggydF4y2Ba是局部重力加速度。对于小的摆动,不同大小的摆动周期大致相同。也就是说,gydF4y2Ba周期与振幅无关gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

引用:gydF4y2Ba
反应堆物理与热水力学:gydF4y2Ba
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  2. J. R. Lamarsh, A. J. Baratta,核工程导论,3d版,prentices - hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1。gydF4y2Ba
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  4. Glasstone Sesonske。核反应堆工程:反应堆系统工程,施普林格;第4版,1994,ISBN: 978-0412985317gydF4y2Ba
  5. Kazimi Mujid S.核系统卷I:热工水力基础,第二版。CRC出版社;2版,2012,ISBN: 978-0415802871gydF4y2Ba
  6. 李永强,王永强,王永强。核电厂热力系统的热力学w88优德app分析。施普林格;2015年,ISBN: 978-3-319-13419-2gydF4y2Ba
  7. 工程热物理学报,2006,vol . 42, no . 1, no . 1, no . 1, no . 1, no . 1, w88优德appno . 1, no . 1, no . 1, no . 1, no . 1gydF4y2Ba
  8. 现代流体力学。优德体育w88官网手机版施普林格,2010,ISBN 978-1-4020-8670-0。gydF4y2Ba
  9. 美国能源、热力学、传热和流体流动部。w88优德appw88优德备用网址 微博美国能源部基础手册,卷1,2和3。1992年6月。gydF4y2Ba

参见:gydF4y2Ba

能源gydF4y2Ba

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