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弹性势能表达式

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弹性势能表达式

弹性势能公式是什么

弹性势能公式是:

其中,k为弹性系数,x为形变量。注意:此公式中的x 必须在弹簧的弹性限度内。

我们还可以从另外一种角度看弹力做功问题,功=力X距离。我们知道力和距离的图象中,曲线围成的面积就是做的功的大小。弹性力和距离的轴围成的图形是三角形,那么就是三角形的面积公式:

扩展资料:

类别

势能分为重力势能、磁场势能、弹性势能、分子势能、电势能、引力势能[3]等。

势能是无限能源。

1、重力势能

(gravitational potential energy)是物体因为重力作用而拥有的能量,公式为EP=mgh (m 质量,g应取9.8N/kg,h物体据水平面的高度)。

2、磁场势能

是由磁场引力或斥力使物体间相对位置发生变化;物质被磁化或退磁使物质内部特性发生改变的能量叫磁场势能。(磁场是非保守场,是有旋场,而势能应该是存在于有势场,有势场的条件之一就是无旋场,因此我质疑磁场势能的说法)

3、弹性势能

(elastic potential energy)是物体因为弹性形变而具有的能量。公式为EP=1/2 kx^2

4、分子势能

是分子间的相互作用力而产生的能量,分为斥力和引力。在平衡位置时相对平衡,小于平衡位置时表现为斥力,大于平衡位置时表现为引力。但无论何时,引力与斥力都是同时存在的。

参考资料来源:百度百科-弹性势能

已赞过已踩过<你对这个回答的评价是?评论收起维多利亚彪哥活跃答主2020-03-02·万物皆可问,万物皆可答知道答主回答量:3.6万采纳率:1%帮助的人:374万我也去答题访问个人页关注展开全部已赞过已踩过<你对这个回答的评价是?评论收起情感诊疗师高粉答主2020-03-28·生活中一切都是美好的情感诊疗师采纳数:46获赞数:10441向TA提问私信TA关注展开全部已赞过已踩过<你对这个回答的评价是?评论收起匿名用户推荐于2017-05-27展开全部根据胡克定律,F=kx。而功等于力乘以距离,因此位移为x时的弹性势能在F-x图上表示为斜线kx下方的三角形区域。因此有E=x*kx/2。弹性势能的表达式是如何推导出来的?

从推导的角度来看,根据胡克定律,F = kx,这是一个线性函数,做一次积分,就得到了弹性势能的表达式 E = kx^2/2,得到一个二次函数,所以从推导的角度来看这是非常简单的。

不过,其实没有必要把这种表达式看成是「推导出来的」,因为胡克定律本身只是一个经验定律,在经验定律的基础上做「推导」,最后还是得到经验定律。

与其如此,不如将他看成是一个很自然的约定。

假如有一个很复杂的势函数,我们总可以用泰勒公式,在某一点附近将它不断展开,例如,下图展示了将正弦函数展开到一阶、三阶、五阶时的曲线图像,可以看到,展开的阶数越高,得到的函数就越接近原有的函数。

那么类似的,对于弹性势能的表达式,我们不知道它具体的形式应该是怎样的,但是我们还是可以对它来作展开,于是我们可以得到零阶项,一阶项,二阶项……把所有的项加起来,那么不管弹性势能的表达式有多复杂,它就都应该是可以描述的。

不过,仔细来想想看,弹性势能的表达式里,零阶项是什么意思呢?零阶项其实就是零势能点的选取,例如我可以选择地面为零势能点,也可以选择高楼顶端为零势能点。

既然如此,所以零阶项是不存在的。

然后来看一阶项,如果有一阶项,就说明在零势能点附近,系统没有达到平衡,因为这个一阶项会驱动例子朝着降低势能的方向运动,对于弹簧这样的例子,在没有外力的情况下,它有一个平衡位置,所以这时候,它应该不存在一阶项。

没有了零阶项和一阶项,剩下二阶项,我们也就得到了弹性势能的表达式,在这个表达式里,二阶项的系数就是弹性系数,如果考虑非线性的弹簧,那么还可能会有一些更高阶的项。

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