重力势能与物体质量、物体位置的高度和地球对物体的引力有关,重力势能是物体由于被举高受到重力作用而拥有的能量。符号为Ep,计算公式为Ep=mgh。
简单来说重力势能与质量和被举的高度以地球的引力有关,高度相同的物体,质量越大,它的重力势能越大;质量相同的物体,高度越高,它的重力势能越大。地球上的物体由于受到重力的作用而具有的跟它的高度有关的能,叫重力势能。
重力势能是地球和物体组成的系统共有的,而不是物体单独具有的。重力势能的大小和零势能面的选取有关,h是物体的重心到参考面(零重力势能面)的高度。
若物体在参考面以上,则重力势能取正值;若物体在参考面以下,则重力势能取负值。通常选取地面作为零势能面。重力势能是标量,但有正负。
物体在地球表面时,计算公式为Ep=mgh;超出物体表面时,计算公式为Ep=-GMm/r。
物体重力势能的大小由地球对物体的引力大小以及地球和地面上物体的相对位置决定。物体质量越大、位置越高、做功本领越大,物体具有的重力势能就越多。
某种程度上来说,就是当高度一定时,质量越大,重力势能越大;质量一定时,高度越高,重力势能越大。
重力势能是标量,单位为焦(J)。在重力势能的表示式中,由于高度h是相对的,因此重力势能的数值也是相对的。
我们说某个物体具有重力势能mgh,这是相对于某一个水平面来说的,把这个水平面的高度取做零,这个水平面称为参考平面,物体位于这个参考平面上时,重力势能为零,因此参考平面也称为零势能平面。
经典物理对重力势能的理解就是当一个物体处在一个位置,相对于参照平面,重力可以对物体做多少功,使物体获得多少其他形式的能量,就说重力势能是多少。
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