零勢能面
零勢能面
零勢能面,Zero potential energy surface,是我們在研究重力勢能和電勢能問題時,為了方便研究,所設定的一個規定物體在此處所具有的勢能為0的位置。
勢能(potential energy)是儲存於一個系統內的能量,也可以釋放或者轉化為其他形式的能量。勢能是狀態量,又稱作位能。勢能不是屬於單獨物體所具有的,而是相互作用的物體所共有。所以,如果僅給出單一的物體,我們無法定義它所具有的勢能,這時往往需設定一個“零勢能面”,利用物體與該點的位置關係來計算勢能,繼而進行動能等其他種類能量的計算。
習慣上,將重力勢能零勢能面設定為大地,將電勢能零勢能面設為電荷起始位置,但本質上,由於零勢能面是人為規定而不實際存在的,所以可將其設定為任何位置。
首先,設定零勢能面O,假定物體當先所在位置為A,若OA長為L(已知重力加速度為g)
(1)如果重力方向沿OA方向,則物體在A點所具有的重力勢能為;
(2)如果重力方向沿AO方向,則物體在A點所具有的重力勢能為;
首先,設定零勢能面O,
①假定帶電量為+q的物體當先所在位置為A,若OA長為d,電場強度為E
(1)如果電場方向(電場線方向)沿OA方向,則物體在A點所具有的電勢能為;
(2)如果電場方向(電場線方向)沿AO方向,則物體在A點所具有的電勢能為;
②假定帶電量為-q的物體當先所在位置為A,若OA長為d,電場強度為E
(1)如果電場方向(電場線方向)沿OA方向,則物體在A點所具有的電勢能為;
(2)如果電場方向(電場線方向)沿AO方向,則物體在A點所具有的電勢能為;