8：潜在能量和节能
- Page ID
- 204924
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
在本章中，我们将介绍势能的重要概念。 这将使我们能够制定机械能守恒定律并将其应用于简单的系统，从而更容易解决问题。 在关于能源的最后一节中，我们将考虑能量转移和一般节能规律。 在这张文本地图中，当你遇到更复杂和多样的系统以及其他形式的能量时，能量守恒定律的应用将越来越详细。
- 8.1：《潜在能量与节能前奏》
- 在乔治·罗兹（George Rhoads）的滚球雕塑中，能量守恒原理控制着球动能的变化，并将它们与与球相互作用相关的其他类型能量的变化和转移联系起来。
- 8.2: 系统的潜在能量
- 在 Work 中，我们看到，在地球表面附近，在任何位移上，在恒定引力下对物体所做的工作仅是位移终点位置差异的函数。 这个属性允许我们为系统定义一种与其动能（称为势能）不同的能量。 我们在以下小节中考虑势能的各种属性和类型。
- 8.3: 保守势力和非保守势力
- 保守力量是指所做的工作与路径无关的力量。 同样，如果在任何封闭路径上完成的工作为零，则力是保守的。 非保守力量是指所做工作取决于路径的力量。 保守力在特定方向上的分量等于该力的势能导数的负值，相对于该方向上的位移。
- 8.4: 节约能源
- 守恒量是一种不管走什么路径都保持不变的物理特性。 如果非保守力不起作用并且没有外力，则粒子的机械能保持恒定。 对于机械能恒定且势能已知的一维粒子运动，粒子的位置（作为时间的函数）可以通过评估由机械能守恒得出的积分来找出。
- 8.5：势能图和稳定性
- 解释一维势能图可以让你获得有关粒子运动的定性和一些定量信息。 例如，对于粒子来说，势能曲线斜率的负值等于粒子上保守力的一维分量。 此外，在转折点，势能等于机械能，动能为零，这表明那里的速度方向反转。
- 8.6: 能量来源
- 能量可以从一个系统转移到另一个系统，然后从一种类型转换或转换为另一种类型。 一些基本的能量类型是动能、势能、热能和电磁能。 可再生能源是指在人类时间尺度上通过持续的自然过程补充的能源。 不可再生能源是指在人类时间尺度上因消费而耗尽的能源。
缩略图：欧罗巴公园的过山车 “蓝火”。 （CC SA 3.0；C oast J）。