▷ 什么是重力势能？（公式）

在本文中，您将了解什么是重力势能、如何计算重力势能，以及一个已解决的练习，以更好地理解这个概念。

什么是重力势能？

引力势能，或简称引力能，是与引力场相关的势能。简单地说，引力势能是物体置于引力场中某一点时获得的势能。

因此，物体距离产生引力场的质量越近，其引力势能就越低。同样，物体距离引力场中心越远，其引力势能就越大。

重力势能公式

一点的引力势能等于减去万有引力常数乘以产生引力场的质量乘以引力作用的质量除以两个质量之间的距离。

换句话说，重力势能的公式为：

$\displaystyle E_p=-G\cdot \cfrac{M\cdot m}{r}$

金子：

$E_p$

是重力势能，国际单位制中的单位是焦耳。
$G$

是万有引力常数，其值为

$6,674\cdot 10^{-11} \ N\cdot m^2/kg^2$

。
$M$

是产生引力场的物体质量，以千克表示。
$m$

是引力场作用的物体的质量，以千克为单位。
$r$

是产生引力场的物体和受到引力场影响的物体之间的距离，以米为单位。

计算重力势能示例

了解了重力势能的含义后，下面是一个具体的例子，以便您了解如何计算这个物理量。

60 公斤的物体距离 220 公斤的质量 80 厘米时获得的重力势能是多少？

为了确定重力势能，我们需要使用上面看到的公式：

$\displaystyle E_p=-G\cdot \cfrac{M\cdot m}{r}$

然而，要使用该公式，所有值都必须以国际单位制表示。因此，在进行计算之前，您必须先将距离转换为米：

$80 \ cm \div 100 =0,8 \ m$

现在我们应用重力势能的公式并计算其值：

$\begin{aligned} \displaystyle E_p&=-G\cdot \cfrac{M\cdot m}{r}\\ &=-6.674\cdot 10^{-11}\cdot \cfrac{220\cdot 60 }{0.8}\\ &=-1.10 \cdot 10^{-6} \ J\end{aligned}$

正如您所看到的，对于日常生活中的质量来说，重力势能的值可以忽略不计。

重力势能的性质

重力势能具有以下特点：

重力势能永远不可能为正。
而且只能是零到无穷大。
因此，重力势能始终为负。
此外，随着质量靠得更近，重力势能会减小。
另一方面，当两个质量分开时，势能会增加。

重力势能和重力势

一点的引力势表示在引力场中将物体以恒定速度从无穷远传送到该点时力必须做的功。

因此，引力势能和引力势之间的关系如下：

$E_p=V\cdot m$

金子：

$E_p$

是某一点的重力势能，以焦耳表示。
$V$

为某一点的引力势，单位为J/kg。
$m$

是放置在引力场中并受到引力作用的物体的质量，以千克为单位。