弹性势能是因为物体发生弹性形变时,各部分之间存在着弹力相互作用而产生的。它的大小随各部分之间相对位置变化而变化。弹性势能是以弹力的存在为前提的。

中文名

弹性势能

外文名

Elastic Potential Energy

表达式

E=½Kx²

应用学科

物理

性质

形变越大,弹性势能越大,

领域

力学

适用范围

日常生活

产生原因

弹性形变

相关名词

动力势能

所属知识

势能

概述

物体由于被举高而具有的能叫重力势能

重力势能的变化与物体质量和运动速度有关.

公式计算

其中,k为弹性系数,x为形变量。注意:此公式中的x 必须在弹簧的弹性限度内。

弹力做功与弹性势能变化的关系:弹性势能是弹力做功转化而来,弹力做正功,弹性势能减少,弹力做负功,弹性势能增加。弹性势能的定义:发生弹性形变的物体各部分之间,由于有弹力的相互作用而具有势能,这种势能就是叫做弹性势能。

我们还可以从另外一种角度看弹力做功问题,

。我们知道力和距离的图象中,曲线围成的面积就是做的功的大小。弹性力和距离的轴围成的图形是三角形,那么就是三角形的面积公式:

但是我们不能错误的认为弹力做功就是弹性势能,功是功,能是能,做功伴随能量的变化,功不是能

能的关系

弹性势能可与动能直接相互转化,但不能与重力势能直接转化。核心或实质:(势能和动能间之间可直接转化,但势能不能与势能直接相互转化,就是说不可能在动能不变的情况下转化)

具体

物体由于发生弹性形变,各部分之间存在着弹性力的相互作用而具有的势能叫做

“弹性势能”

。在工程中又称

“弹性变形能”

。例如,被压缩的气体、拉弯了的弓、卷紧了的发条、拉长或压缩了的弹簧都具有弹性势能,被压缩或伸长的弹簧具有的弹性势能,等于弹簧的倔强

势能的单位与功的单位是一致的。确定弹力势能的大小需选取零势能的状态,一般选取弹簧未发生任何形变,而处于自由状态的情况下其弹力势能为零。弹力对物体做功等于弹力势能增量的负值。即弹力所做的工作只与弹簧在起始状态和终了状态的伸长量有关,而与弹簧形变过程无关。弹性势能是以弹力的存在为前提,所以弹性势能是发生弹性形变,各部分之间有弹性力作用的物体所具有的。如果两物体相互作用都发生形变,那么每一物体都有弹性势能,总弹性势能为二者之和。

实际应用

机械系统中的弹性势能

如果机械系统的组件施加到系统上时发生变形,那它们将存储弹性势能。任何时候,在其外部的力移动或变形物体时,能量转移到物体(即在其上进行作业)。通过作业传递到物体的能量的量被计算为力的矢量点积和物体的力量移。当力被施加到系统时,它们在内部分配到其组成部件。虽然一些能量转移可以最终存储为获得的速度的动能,但是成分物体形状的变形导致存储的弹性能量。

原型弹性部件是螺旋弹簧。弹簧的线性弹性表现由比例常数参数化,称为弹簧常数。该常数通常表示为k(参见胡克定律),并且取决于线圈形成的材料的几何形状,横截面积,未变形的长度和性质。在一定的变形范围内,k保持恒定,并被定义为位移与由该位移产生的弹簧恢复力的大小的负比率。