能量是指物体或系统做功的能力。它有多种形式,包括机械、热力、化学、核能和其他形式。
功是指能量从一个物体转移到另一个物体,它与动能有密切的关系。
这三个概念紧密相关,理解每个概念都需要了解其他概念的背景。
能量和功是用焦耳来测量的,焦耳是以物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳的名字命名的。能量和功是用同样的单位来测量的,因为它们相当于一枚硬币的两面——功就是运动中的能量。
功率是以瓦特计量的,瓦特是以苏格兰发明家詹姆斯·瓦特的名字命名的。瓦特数是热产生的量度。任何时候能量转移,就会产生热量,它转移的越快,就会产生越多的热量。
如果要将这种互动形象化的话,有一个简单方法,就是你用手取暖。当你冷的时候,你可能会搓着手取暖。
现在想象你的双手以最快的速度一起闭合运动。更多的能量被使用,这意味着做了更多的功。这个功需要更多的能量,产生更多的热量。
任何给定物体的势能都是对其做功、发热和发电的潜在能量的测量。
因此,一个物体的重力势能的计算是它的质量、离地球的距离、电荷、离其他物体的距离和内部弹性力(即任何内部机械力)的和。
简化后的重力势能公式为:EP= mgh,EP为势能, m为质量,g为重力加速度(地表为9.8 m/s^2);h是高度。