重力势能vs弹性势能
重力势能和弹性势能是力学中讨论的两个重要量。这篇文章将尝试比较和对比什么是他们的定义，他们的异同。
什么是引力势能?
要理解重力势能，需要引力场的背景知识。重力是由任何质量产生的力。质量是引力存在的充分必要条件。在任何质量的周围都有一个引力场。把质量m1和m2放在距离r的地方。这两个质量之间的引力是gm .m1.m2/r2，其中G为万有引力常数。由于不存在负质量，引力总是有吸引力的。不存在排斥引力。必须指出，引力也是相互的。也就是说，m1作用在m2上的力与m2作用在m1上的力相等且相反。点上的引力势被定义为当一个单位质量从无穷大移动到给定点时所做的功。因为无穷远处的引力势为零，需要做的功为负，所以引力势总是负的。物体的重力势能被定义为物体从无穷远处移动到该点时对该物体所做的功。这也等于重力势和物体质量的乘积。因为物体的质量总是正的，任何一点的重力势是负的，所以任何物体的重力势能也是负的。
什么是弹性势能?
弹性是物质的一种非常有用的性质。它是指在外力消除后，材料恢复到原来形状的能力。可以观察到，保持弹性杆拉伸所需的力与拉伸杆的长度成正比。比例常数称为弹性常数，用k表示。这就得到了方程F=-kx。负号表示x的力的相反方向。弹性势能是将弹性物体拉伸到给定长度x所需要的功。由于施加的力F(x)=kx，所做的功等于F(x)对dx从0到x的积分，等于kx2/ 2。因此，势能是kx2/ 2。必须注意的是，附着在杆端任何物体的势能不取决于该物体的质量，而只取决于弹簧常数和拉伸长度。
重力势能和弹性势能的区别是什么? •重力势能总是负的，而弹性势能总是正的。 •重力势能取决于物体的质量，但弹性势能不取决于质量。 |
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