1700947440
1700947441
当仅有保守力作用时,一个质点的总能量不变:
1700947442
1700947443
1700947444
1700947445
1700947446
然而当有非保守力 ——不能用任何势能来描述的力——作用时,质点能量的变化等于作用于其上的那些力可做的功。
1700947447
1700947448
1700947449
1700947450
1700947451
现在,当我们给出了各种力的全部已知规则时,复习的这一部分也该结束了。
1700947452
1700947453
但在结束前还须提一下关于加速度的公式,这个公式很有用:如果在一给定的瞬时,一个物体正以恒定速率v 沿半径为r 的圆周运动,那么它的加速度指向圆心,其量值等于v2 /r (见图2-2)。那是与我们曾谈到过的一切别的东西成“直角”的那类事情,但由于导出这个公式很麻烦[4] ,所以最好是记住它。
1700947454
1700947455
1700947456
1700947457
1700947458
1700947459
1700947460
1700947461
图2-2 匀速圆周运动的速度和加速度矢量
1700947462
1700947463
表2-1
1700947464
1700947465
1700947466
1700947467
1700947468
表2-2
1700947469
1700947470
1700947471
在保守力的条件下正确 在非保守力的条件下正确 ΔP .E .=-ΔW P .E . 没有定义 ΔE =ΔK .E .+ΔP .E .=0 ΔE =ΔW 定义:动能 ;功W =∫F ·dS .
1700947472
1700947473
2-4 力及其势能
1700947474
1700947475
现在,回到正题,我将列出一系列力的定律及它们的势能公式的表。
1700947476
1700947477
表2-3
1700947478
1700947479
1700947480
1700947481
1700947482
先讲地球表面上的重力。这个力的方向向下,但不必关注其符号,只要记住力是哪个方向,因为谁会知道你取什么样的坐标轴——或许你会取z 轴向下!(你这样做是可以的。)所以力为-mg ,则其势能为mgz ,这里m 是物体的质量,g 是一个常数(地球表面处的重力加速度——否则,这个公式就不对了!)而z 是地面或其他任何水平面以上的高度。这就意味着势能值在你想选的任何地方都可以为零。我们使用势能的方式是讨论它的变化 ——当然,如果你在势能上加一常数,也不会有任何区别。
1700947483
1700947484
我们接下来讨论空间中质点之间的引力。这是一个指向质点的力,它正比于两个质点质量的乘积除以这两者之间距离的平方,即-mm′ /r2 或-m1m2 /r2 ,或者是你想写的任何其他形式。记住力的方向比操心其符号更好。但这部分内容你必须记住:引力与两个质点间距离平方成反比。(所以怎样确定符号?就像引力的吸引,因而力处于径向矢量的相反方向。这向你们表明我不记符号,我只从物理意义上 记住应该怎样确定符号。质点相互吸引 ,这就是所有我必须记住的。)
1700947485
1700947486
现在,两个粒子间的势能 为-Gm1m2 /r 。对我来说,记住势能是何种样式是困难的。让我们看看:当两个质点靠近时,势能减少,所以这表示r 越小,势能应越少,因此它是负的——我想 这是正确的!我感到在符号方面有很多困难。
1700947487
1700947488
1700947489
在电学里面,两个电荷之间的作用力正比于两个电量q1 和q2 的乘积除以它们之间距离的平方,但比例常数不再被写在分子上(像引力那样),而是在分母上写作4πε0 。同引力一样电力也是沿径向,但有不同的符号规律:有电排斥力 ,因而它的电势能的符号与引力势能的符号相反,另一方面比例常数不同:为 而不是G 。
[
上一页 ]
[ :1.70094744e+09 ]
[
下一页 ]