弹性势能没有方向,当然是Ep1-Ep2,已没有形变为零点时,两个都是正的,势能是标量本身就没有方向。
探究弹簧弹性势能的大小
1、弹性势能的表达式可能与哪些物理量有关呢
①可能与弹簧被拉伸(或压缩)的长度有关。这是因为,与重力势能相类比,重力势能与物体被举起(或下降)的高度有关,所以弹性势能很可能与弹簧被拉伸(或压缩)的长度有关。重力势能与高度成正比,但是弹性势能与弹簧被拉伸(或压缩)的长度则不一定成正比,在地球表面附近可认为重力不随高度变化,而弹力在弹簧形变过程中则是变力。
②可能与弹簧的劲度系数有关。这是因为,不同弹簧的“软硬”程度不同,即劲度系数不同,使弹簧发生相同长度的形变所需做的功也不相同。
2、弹性势能与拉力做功的关系
当弹簧的长度为原长时,我们设它的弹性势能为0,弹簧被拉长或缩短后就具有了弹性势能。我们研究弹簧被拉长的情况,那么弹簧的弹性势能应该与拉力所做的功相等。可见,研究弹性势能的表达式,只需研究拉力做功的表达式。
弹性势能的实际应用有哪些
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位移。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。
什么是势能
势能:势能是储存于一个系统内的能量,也可以释放或者转化为其他形式的能量。势能是状态量,又称作位能。势能不是属于单独物体所具有的,而是相互作用的物体所共有。势能分为重力势能和弹性势能。
A:重力势能:物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。
影响因素:物体被举得越高,质量越大,具有的重力势能就越大。
B:弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
影响因素:物体的弹性形变越大,具有的弹性势能就越大。