重力位能
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地表附近的重力位能 :

將一物體以初速V0鉛直向上拋射待上升 h 後其速度 :

V2 = V0 2 - 2 g h

∴ g h = ½V0 2 - ½V2

∴ m g h = ½ mV0 2 - ½ m V2

功與動能那一章節可知 ½ m V2 為動能,由此可知 m g h 也

是能量的一種和其高度位置有關稱之為“重力位能”簡稱“位能”

 ,由上式也可得知,物體上升時動能減少,減少的部分轉換成

位能”的形式

由此可知任兩點高度差為 h 時 重力位能差 = m g h 。

(Ps.取較低點的位置設為重力位能的零點)

在此所模擬的是地球有一隧道從一端穿越球心到另一端並將一質點置

於選定的位置後,觀察質點的重力位能動能及總能量之間的關係

(忽略摩擦力和空氣阻力。)

透過程式模擬,可以觀察到重力對小球作功,小球動能增加,位能減少,當小球抵達

球心時,位能全部轉換成動能,小球所受重力=0,通過球心後,重力和小球運動方向

相反作負功,小球動能減少,位能增加,當抵達最左側時,動能全部轉換成位能,小球

靜止。接著小球又因重力作用而往球心運動進行著週期運動。

整個過程 重力位能 + 動能 = 總能量 是守恆的 即模擬的黑線部份為一定值。

在此也驗證了在"功與能"章節裡所提及的

要從一種形式轉變到另一種形式需要功,亦即功造成能的變化。