在这节课中，我们将学习功和电势能。你可以观看下面的视频或阅读下面的书面教程。

假设，我们观察一个物体，一个力作用在这个物体上。物体运动时，力做功。

但是什么是功?

工作是对象位移的大小的乘积和与位移平行的力的部件的成分。

功是一个标量，仅由它的大小来定义，它可以是正的，也可以是负的。

工作的例子

现在，让我们来看看一个简单的例子，可以帮助您轻松理解和计算工作。

力和位移平行时的功

在第一个场景中，你用绳子拖着一个箱子在地板上。盒子就是物体，用来拉盒子的力是一个外力。我们设绳子平行于地板，你用60牛顿的力把盒子拉到后面。你把箱子在地板上移动6米，这意味着你在对箱子做功。但你做了多少工作?

等式表明，工作等于施加的力的大小，距离我们移动物体的距离，乘以力与位移θ（θ）之间的角度。

在示例中，力和位移彼此平行，并且在相同方向上，它们之间的角度θ为0°，COSθ为1。

当力与位移方向相同时，θ=0°。

如果你用60牛顿的恒定力移动了6米的盒子，你实际上在盒子上做了360牛顿/米的工作，相当于360焦耳。而是牛顿/米，这项工作以称为焦耳的单位表示。

当力和位移不平行时的功

在第二种情况下，你以6米的距离拉着盒子，恒定的力是60牛顿，但是现在你以30度的角度向上拉，盒子平行于表面移动。所以，你对盒子施加的力，和盒子运动的方向不一样。在这种情况下，只有平行于位移的作用力的分量，才是对盒子做的功的一部分。

角θ是30度，cosθ是0。866。

现在我们有了计算功所需要的所有东西。我们把所有的都代进去，就得到311焦耳，在这种情况下做功更少。

在没有对象的不放置的情况下施加力时工作

在第三场景中，您可以用60牛顿的力推墙。你可能会觉得你做了很多工作，但墙不会移动，所以你已经完成了零工作。这意味着只有在发生位移时才可以完成工作。

在力量的幅度变化时工作

如果力的大小不同呢?举个例子，你开始用力拉，但你累了，你拖箱子越远，力就越小。在这种情况下，为了求出功，你需要用积分来计算你施加的力。这是帮助你计算功的方程

到目前为止，我们在这段视频中解释的原理也适用于电荷!

能源

我们已经表示，在焦耳中衡量了工作。但是，焦耳也被用作能源单位，因为工作只是能源的变化。

换句话说，能量是能力，或工作能力。

有不同的能量，但在这次讲座中，我们将注意潜在的能量。

势能是可以用来做功的能量。

它是由位置引起的能量。这个物体需要被放置在我们能重新得到能量的地方。势能用大写U表示。

重力势能

有一个重力势能，储存在一个物体的垂直位置或高度的结果。

如果你把一本书举到离地面1.5米高的地方，我们可以说这本书有重力势能。你把书举起来，给它增添了能量，换句话说，你在那本书上做了一项工作。如果你放开它，重力会产生一个力，书就会掉到地上。

当书在地上时，它的重力势能为零，因为重力不能再对它做功了。

我们可以通过将书籍时间的质量乘以预知乘以书的高度来计算引力势能。

例如，本书的质量为0.5公斤，您将其持续到地上1.5米，引力潜在能源将是7.35焦耳。

只有在使用保守力的情况下，它才能起作用。

保守的力量是我们放入对象的工作的力量独立于该对象所需的路径。该对象需要定位在我们可以再次获得能量的位置。

但如果我只是拿起书，在地板上拖着它呢?在这种情况下，书没有势能，因为它不会回到最初的位置。

这意味着如果你在给定的距离上加一个力，如果你对一个物体做功，这并不意味着这个物体会有势能。

电势能

当我们正在寻找收费时，我们也有保守的力量。在引力场中，我们具有具有引力势能的质量，并且在另一侧，在电场中，我们具有电势能量的电荷。

电势能描述电荷在静电力作用下所能储存的能量。

只有我们确定一个，我们只能计算潜在的能量参考点。参考点总是任意的。

电势能示例

假设我们有一个两个正电荷的系统：一个点电荷Q等于3μc，测试电荷等于1μc。从点电荷距离测试电荷为5厘米。Q产生具有向外电场线的电场。这意味着如果我们将测试电荷更靠近它将被排斥的点充电。

现在，假设我们想让测试电荷靠近点，距离点电荷3厘米。这意味着将测试电荷向电场方向移动2厘米，这就需要外力做功。

角度θ是0,cosθ是1。

我们用电力方程代替F，用距离r代替d。R消掉了，剩下这个方程

我们用同样的方程来计算电势能U!

电势能U等于库仑常数k乘以产生电场的电荷Q,倍的费用将被放置在一个参考点一些距离主要负责Q,并除以参考点的距离r。

现在让我们回到示例，并计算电势能量：

距离点电荷3厘米处的势能是1。35焦耳。

总结

从电势能的方程，我们可以注意到，测试电荷上的电荷越大，排斥力就越大，需要做的功就越多，才能使它更接近正电荷。

相反，在电场方向上的正测试电荷的运动将发生而不会通过外力工作。这将进一步导致损失潜在的能量。

这节课就到这里。我希望它对你有帮助，你学到了一些新的东西。在下一个基础电子教程中，我们将讨论电yabo7. com势和电位差。