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應(yīng)用力學(xué)(圓周轉(zhuǎn)動(dòng))基本知識(shí)力矩、轉(zhuǎn)矩和扭矩,在電機(jī)中其實(shí)是一樣的。力使物體轉(zhuǎn)動(dòng)的效果,不僅跟力的大小有關(guān),還跟力和轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離有關(guān)。力越大,力跟轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離越大,力使物體轉(zhuǎn)動(dòng)的作用就越大。從轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的作用線的距離,叫做力臂。力和力臂的乘積叫做力對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的“力矩”。力矩、轉(zhuǎn)矩和扭矩。這三個(gè)詞運(yùn)用的場(chǎng)合有所區(qū)別,在電機(jī)中都是指電機(jī)中轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的可以用來(lái)帶動(dòng)機(jī)械負(fù)載的驅(qū)動(dòng)“矩”。所謂“矩”是指作用力和支點(diǎn)與力作用方向相垂直的距離的乘積。對(duì)于杠桿,作用力和支點(diǎn)與力作用方向相垂直的距離的乘積就稱為力矩。對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)的物體,若將轉(zhuǎn)軸中心看成支點(diǎn),在轉(zhuǎn)動(dòng)的物體圓周上的作用力和轉(zhuǎn)軸中心與作用力方向垂直的距離的乘積就稱為“轉(zhuǎn)矩”。當(dāng)圓柱形物體,受力而未轉(zhuǎn)動(dòng),該物體受力后只存在因扭力而發(fā)生的彈性變形,此時(shí)的轉(zhuǎn)矩就稱為“扭矩”。力矩、轉(zhuǎn)矩和扭矩的國(guó)際單位:千克?米(kg?m)和牛頓咪(N?m)兩種。1kg(千克)=9?8N(牛頓)。1千克的質(zhì)量(物體)受到地球的吸引力是9.8牛頓(重力)。地球上一切物體(質(zhì)量)都受到地球的吸引作用,這種由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力。重力也常常叫做重量。“質(zhì)量習(xí)慣稱為重量?!钡牵|(zhì)量和重量是完全不同性質(zhì)的兩個(gè)物理概念,質(zhì)量是物體本身的一種屬性,它不隨外界條件的改變而改變,物體的重量是隨物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而改變。1kg?m(千克力米)=9.8N?m(牛頓米)。電機(jī)扭矩(轉(zhuǎn)矩)和轉(zhuǎn)速計(jì)算公式扭矩公式牛頓米:T(扭矩)=9550XP(功率)Fn(轉(zhuǎn)速)T是扭矩,單位N?m(牛頓米)P是輸出功率,單位KW(千瓦)n是電機(jī)轉(zhuǎn)速,單位r/min(轉(zhuǎn)/分鐘)扭矩公式千克米:T(扭矩)=973XP(功率)-4-n(轉(zhuǎn)速)T是扭矩,單位Kg?m(千克米)P是輸出功率,單位KW(千瓦)n是電機(jī)轉(zhuǎn)速,單位r/min(轉(zhuǎn)/分鐘)轉(zhuǎn)速公式:n(轉(zhuǎn)速)=60Xf(電源頻率)一P或者f(電源頻率)=p(磁極對(duì)數(shù))Xn(轉(zhuǎn)速)三60n=轉(zhuǎn)速,f=電源頻率,P=磁極對(duì)數(shù)9549的系數(shù)的推導(dǎo)關(guān)系如下:1)功率(P)=R(F)X速度(V)公式12)轉(zhuǎn)矩(T)=力(F)X半徑(R)可以推出:力(F)=轉(zhuǎn)矩(T)一半徑(R)公式23)線速度(V)=2nRX每秒轉(zhuǎn)速(n秒)=2nRX每分轉(zhuǎn)速(n分)一60=nRXn分一30公式3將公式2、3代入公式1得:P=FXV=T一RXnRXn分一30=n一30XTXn分P=功率單位W(瓦),丁=轉(zhuǎn)矩單位Nm(牛頓米),n分=每分鐘轉(zhuǎn)速單位轉(zhuǎn)/分鐘如果將P的單位換成KW,那么就是如下公式:PX1000=n4-30XTXn300004nXP=TXn3000043.14XP=TXn9549XP=TXn這就是為什么會(huì)有功率(P)和轉(zhuǎn)矩(T)X轉(zhuǎn)速(n)之間有個(gè)9549的系數(shù)的關(guān)系。電機(jī)常識(shí):平時(shí)我們都是用功率來(lái)描述帶負(fù)載能力;但是對(duì)于電機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),出力的主要部分是軸,那么就出現(xiàn)扭力相關(guān)概念。從電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力來(lái)說(shuō),我們更關(guān)注的是功率。因此就要解決一下功率與轉(zhuǎn)矩,和轉(zhuǎn)速之間關(guān)系,簡(jiǎn)單的推導(dǎo)下三者之間的關(guān)系。推導(dǎo)思路如下:1)目標(biāo)量:功率,轉(zhuǎn)矩2)中間量:輸入量:電源;電機(jī)電子部分:功率(即電壓,電流);電機(jī)輸出部分:轉(zhuǎn)速3)關(guān)系表:電壓,電流的作用,影響了電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化;電機(jī)的轉(zhuǎn)速的變化,影響了軸帶負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)的能力;軸帶負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)的變化,影響了轉(zhuǎn)矩的變化。同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁極對(duì)數(shù):因?yàn)榇艠O是成對(duì)的(南北極)。磁極越多,轉(zhuǎn)速越低。發(fā)電機(jī)或者電動(dòng)機(jī)都有一個(gè)同步轉(zhuǎn)速的參數(shù),說(shuō)的簡(jiǎn)單點(diǎn)就是發(fā)電機(jī)或者電動(dòng)機(jī)正常工作的一個(gè)轉(zhuǎn)速值,直接影響到發(fā)電機(jī)或者電動(dòng)機(jī)的工作效率。我國(guó)電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率是50Hz,這是一個(gè)確定的數(shù)值。因此同步電機(jī)的(轉(zhuǎn)速)n和(磁極對(duì)數(shù))P成反比。磁極對(duì)數(shù)會(huì)影響輸出的交流電的頻率交流電的(頻率)f是由發(fā)電機(jī)的(磁極對(duì)數(shù))P和(轉(zhuǎn)速)n決定的?它們有下列關(guān)系:f=PXnF60因此發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與磁極對(duì)數(shù)成反比:當(dāng)P=1(兩極電機(jī))時(shí),轉(zhuǎn)速n=3000r/min;當(dāng)P=2(四極電機(jī))時(shí),轉(zhuǎn)速n=1500r/min。汽車(chē)舉例:車(chē)輛的前進(jìn)是靠發(fā)動(dòng)機(jī)所發(fā)揮的扭力,所謂的“扭力”在物理學(xué)上應(yīng)稱為“轉(zhuǎn)矩”。一部1.6升的發(fā)動(dòng)機(jī)大約可發(fā)揮15.0kgm(千克米)的最大扭矩,此時(shí)若直接連上185/60R14尺寸的輪胎,半徑約為41厘米,則經(jīng)由車(chē)輪所發(fā)揮的推進(jìn)力量為15(千克米)-4-0?41(米)=36.6(千克)的力量(事實(shí)上“千克”并不是力量的單位,而是重量的單位,須乘以重力加速度9.8m/sec2才是力的標(biāo)準(zhǔn)單位“牛頓”)。36千克的力量怎么推動(dòng)一公噸的車(chē)重呢?而且數(shù)千轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不可能成為輪胎轉(zhuǎn)速,人類(lèi)發(fā)明了“齒輪”,利用不同大小的齒輪相連搭配,可以將旋轉(zhuǎn)的速度降低,同時(shí)將扭矩放大。由于齒輪的圓周比就是半徑比,因此從:小齒輪傳遞動(dòng)力至大齒輪時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)的速度降低的比率以及轉(zhuǎn)矩放大的倍數(shù),都恰好等于兩齒輪的齒數(shù)比例,這個(gè)比例就是所謂的“齒輪比”。以小齒輪帶動(dòng)大齒輪,假設(shè)小齒輪的齒數(shù)為15齒,大齒輪的齒數(shù)為45齒。當(dāng)小齒輪以3000rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),而轉(zhuǎn)矩為20kg-m時(shí),傳遞至大齒輪的轉(zhuǎn)速便降低了1/3,變成1000rpm;但是扭矩反而放大三倍,成為60kg-m。這就是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)由變速箱可降低轉(zhuǎn)速并放大轉(zhuǎn)矩的基本原理。在汽車(chē)上,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出至輪胎為止共經(jīng)過(guò)兩次扭矩的放大,第一次由變速箱的檔位作用而產(chǎn)生,第二次則由于最終齒輪比(或稱最終傳動(dòng)比)。扭矩的總放大倍率就是變速箱齒比與最終齒輪比的相乘倍數(shù)。舉例來(lái)說(shuō),手排的一檔齒輪比為3.250,最終齒輪比為4.058,而發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩為14.6kgm/5500rpm,于是我們可以算出第一檔的最大扭矩經(jīng)過(guò)放大后為14.6X3.250X4.058=192?55kgm,此時(shí)再除以輪胎半徑約0?41m,即可獲得推力約為470公斤,比原發(fā)動(dòng)機(jī)放大了13倍。然而上述的數(shù)值并不是實(shí)際的推力,畢竟機(jī)械傳輸?shù)倪^(guò)程中必定有磨耗損失,因此必須將機(jī)械效率的因素考慮在內(nèi)?!肮β省笔侵肝矬w在單位時(shí)間內(nèi)所做的功,即功率是表示做功快慢的物理量。物理學(xué)中,機(jī)械功是指力對(duì)距離的累積。機(jī)械功通常簡(jiǎn)稱為功。單位為焦耳(J)。功率的公式為:功率(卩)=功(W)一時(shí)間(T)功率(P),單位是“瓦特”,符號(hào)是“w”。功(W),單位是“焦”,符號(hào)是“J”。時(shí)間(T),單位是“秒”,符號(hào)是“s”。1kw=1000w,用1秒做完1000焦耳的功,其功率就是1kw。日常生活中,我們常常把功率俗稱為馬力,單位是匹,就像將轉(zhuǎn)矩稱為扭力一樣。(功的定義式)W(功)=F(力)Xs(距離),所以求功率的公式也可推導(dǎo)出P(功率)=F(力)XV(當(dāng)V表示平均速度時(shí)的功率為相應(yīng)過(guò)程的平均功率,當(dāng)V表示瞬時(shí)速度時(shí)的功率為相應(yīng)狀態(tài)的瞬時(shí)功率)。1w=1J—s在汽車(chē)上邊,最大的做功機(jī)器就是引擎,引擎的功率是由扭矩計(jì)算出來(lái)的,而計(jì)算的公式相當(dāng)簡(jiǎn)單:功率(w)=2nX扭矩(Nm)X轉(zhuǎn)速(rpm)一60,簡(jiǎn)化計(jì)算后成為:功率(kw)=扭矩(Nm)X轉(zhuǎn)速(rpm)4-9.549國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位千瓦kw作為引擎輸出的功率數(shù)值。一些概念定義:畫(huà)一個(gè)圓,圓心是O,圓上有3點(diǎn)A,B,C?,F(xiàn)在一個(gè)螞蟻用30秒沿著圓,從A爬到C(途經(jīng)B),那么,線速度(v)=弧ABC的長(zhǎng)度一30秒,國(guó)際單位為(m/s)角速度(?)=角AOC的度數(shù)一30秒,國(guó)際單位為(度/s)角速度連接運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧度叫做“角速度”。一個(gè)以弧度為單位的圓(一個(gè)圓周360度為2n),在單位時(shí)間內(nèi)所走的弧度即為角速度。公式為:3=H^t(M為所走過(guò)弧度,t為時(shí)間),角速度的單位是弧度/秒,o的單位為:弧度每秒。它是描述物體轉(zhuǎn)動(dòng)或一質(zhì)點(diǎn)繞另一質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢和轉(zhuǎn)動(dòng)方向的物理量。方向用右手螺旋定則決定。對(duì)于勻速圓周運(yùn)動(dòng),角速度o是一個(gè)恒量,可用運(yùn)動(dòng)物體與圓心聯(lián)線所轉(zhuǎn)過(guò)的角位移A0和所對(duì)應(yīng)的時(shí)間At的比表示,?=△3一At,還可以通過(guò)V(線速度)一R(半徑)求出,線速度剛體上任一點(diǎn)對(duì)定軸作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度稱為“線速度”。它的一般定義是質(zhì)點(diǎn)(或物體上各點(diǎn))作曲線運(yùn)動(dòng)(包括圓周運(yùn)動(dòng))時(shí)所具有的即時(shí)速度。它的方向沿運(yùn)動(dòng)軌道的切線方向,故又稱切向速度。它是描述作曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量。在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,線速度的大小等于運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的弧長(zhǎng)(S)和通過(guò)這段弧長(zhǎng)所用的時(shí)間(At)的比值。即v=S一△〔,也是V=2nR一t。在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,線速度的大小雖不改變,但它的方向時(shí)刻在改變。它和角速度的關(guān)系是v=aXR。線速度的單位是米/秒。根據(jù)轉(zhuǎn)矩的不同情況,可以采取不同的轉(zhuǎn)矩測(cè)量方法:轉(zhuǎn)矩=9550X功率一轉(zhuǎn)速同樣:功率=轉(zhuǎn)速X轉(zhuǎn)矩一9550平衡方程式中:功率的單位(kW);轉(zhuǎn)速的單位(r/min);轉(zhuǎn)矩的單位(N.m);9550是計(jì)算系數(shù)力矩:力(F)和力臂(L)的乘積(M)。即:M=FXL。其中L是從轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的矢量,F是矢量力。力矩等于作用于杠桿的作用力乘以支點(diǎn)到力的垂直距離。例如,3牛頓的作用力,施加于離支點(diǎn)2米處,所產(chǎn)生的力矩,等于1牛頓的作用力,施加于離支點(diǎn)6米處,所產(chǎn)生的力矩。力矩是個(gè)矢量。力矩的方向與它所造成的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸同方向。力矩的量綱是:距離x力;與能量的量綱相同。但是力矩通常用牛頓-米,而不是用焦耳作為單位。力矩的單位由力和力臂的單位決定。力對(duì)物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)作用的物理量??煞譃榱?duì)軸的矩和力對(duì)點(diǎn)的矩。力對(duì)軸的矩是力對(duì)物體產(chǎn)生繞某一軸轉(zhuǎn)動(dòng)作用的物理量。它是代數(shù)量,其大小等于力在垂直于該軸的平面上的分力同此分力作用線到該軸垂直距離的乘積;其正負(fù)號(hào)用以區(qū)別力矩的不同轉(zhuǎn)向,按右手螺旋定則確定:以右手四指沿分力方向,且掌心面向轉(zhuǎn)軸而握拳,大拇指方向與該軸正向一致時(shí)取正號(hào),反之則取負(fù)號(hào)。(力矩的方向可以用右手定則來(lái)決定。假設(shè)作用力垂直于杠桿。將右手往杠桿的旋轉(zhuǎn)方向彎卷,伸直的大拇指與支點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)軸同直線,則大拇指指向力矩的方向。)舉例:徑20CM,轉(zhuǎn)速4000轉(zhuǎn)/分鐘,該怎么計(jì)算?這個(gè)計(jì)算角速度一般使用弧度制,一圈就是2n個(gè)弧度,你轉(zhuǎn)速是4000轉(zhuǎn)每分,直接除以60也就是每秒多少轉(zhuǎn)了,然后乘以2n就是每秒418.67弧度,換算線速度再乘以半徑就是了,也就是41.87米每秒直徑90mm,轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/分鐘,該怎么計(jì)算?先算角速度。是1400轉(zhuǎn)/min吧,轉(zhuǎn)一圈就是2n,就是2800n轉(zhuǎn)/分鐘,在除60,轉(zhuǎn)化成46.67nrad/s(就是角速度),線速度只要再乘以半徑就行了,單位換成米。當(dāng)物體進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng),即并非直線運(yùn)\動(dòng),亦即物體于非牛頓環(huán)境下運(yùn)動(dòng),物體所感受的力并非真實(shí)。離心力的計(jì)算公式:F=mv*v/r(m代表質(zhì)量,單位千克v代表速度,單位米每秒,r代表離心運(yùn)動(dòng)半徑,單位米.)角速度是作圓周運(yùn)動(dòng)的物體單位時(shí)間轉(zhuǎn)過(guò)的角度。地球是固體球,因此,自轉(zhuǎn)時(shí)球面上各點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度相同,也就是角速度相同。線速度是單位時(shí)間轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)。弧長(zhǎng)等于半徑乘以弧所對(duì)應(yīng)的角。當(dāng)角度相同時(shí),半徑越長(zhǎng)則弧長(zhǎng)越長(zhǎng)。地球上各點(diǎn)都是繞同一個(gè)自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),緯度不同的地點(diǎn),對(duì)應(yīng)的自轉(zhuǎn)半徑就是當(dāng)?shù)鼐暼Φ陌霃?,這時(shí)粗略地把地球看成球體,因此自轉(zhuǎn)半徑=當(dāng)?shù)氐乩砭暥鹊腃OS值*赤道半徑。可見(jiàn),緯度越高,自轉(zhuǎn)半徑越小,轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)越小[弧長(zhǎng)=自轉(zhuǎn)半徑*轉(zhuǎn)過(guò)的角度(弧度)],也就是線速度越小。在南、北極點(diǎn),自轉(zhuǎn)半徑為零,角速度和線速度均為零。電機(jī)減速比、扭矩一、減速比概念:即減速裝置的傳動(dòng)比,是傳動(dòng)比的一種,是指減速機(jī)構(gòu)中瞬時(shí)輸入速度與輸出速度的比值,用符號(hào)“i”表示。如輸入轉(zhuǎn)速為1500r/min,輸出轉(zhuǎn)速為25r/min,那么其減速比則為:i=60:1。一般的減速機(jī)構(gòu)減速比標(biāo)注都是實(shí)際減速比,但有些特殊減速機(jī)如擺線減速機(jī)或者諧波減速機(jī)等有時(shí)候用舍入法取整,且不要分母,如實(shí)際減速比可能為28.13,而標(biāo)注時(shí)一般標(biāo)注28。二、減速比的計(jì)算方法1、定義計(jì)算方法:減速比=輸入轉(zhuǎn)速—輸出轉(zhuǎn)速。2、通用計(jì)算方法:減速比=使用扭矩*9550一電機(jī)功率X電機(jī)功率輸入轉(zhuǎn)數(shù)一使用系數(shù)。3、齒輪系計(jì)算方法:減速比=從動(dòng)齒輪齒數(shù)—主動(dòng)齒輪齒數(shù)(如果是多級(jí)齒輪減速,那么將所有相嚙合的一對(duì)齒輪組的從動(dòng)輪齒數(shù)F主動(dòng)輪齒數(shù),然后將得到的結(jié)果相乘即可。4、皮帶、鏈條及摩擦輪減速比計(jì)算方法:減速比=從動(dòng)輪直徑一主動(dòng)輪直徑三、電機(jī)扭矩的概念:電機(jī)扭矩即電動(dòng)機(jī)的輸出扭矩,為電動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)之一。單位為N.M(牛.米)。四、電機(jī)輸出扭矩與電機(jī)轉(zhuǎn)速、功率的關(guān)系。1、公式:T=9550P/n此公式為工程上常用的:扭矩;功率;轉(zhuǎn)速三者關(guān)系的計(jì)算公式。式中:T--扭矩;9550--常數(shù)(不必追究其來(lái)源);P--電機(jī)的功率(KW);n--輸出的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)注:需要注意的是:若通過(guò)減速機(jī)計(jì)算扭矩時(shí),要考慮齒輪傳動(dòng)效率損失的因素。2、伺服電機(jī)扭矩計(jì)算公式:T=FXRX減速比。例子:帶動(dòng)100kg的物體,R=50mm,減速比為:1:50,求伺服電機(jī)的扭矩?答案:100x9.8(重力加速度)x0.05x0.02=1.98N.M五、減速機(jī)扭矩計(jì)算公式1、速比速比二電機(jī)輸出轉(zhuǎn)數(shù)一減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)數(shù)("速比"也稱"傳動(dòng)比")2、知道電機(jī)功率和速比及使用系數(shù),求減速機(jī)扭矩如下公式:減速機(jī)扭矩=9550X電機(jī)功率一電機(jī)功率輸入轉(zhuǎn)數(shù)X速比X使用系數(shù)3、知道扭矩和減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)數(shù)及使用系數(shù),求減速機(jī)所需配電機(jī)功率如下公式:電機(jī)功率二扭矩-F9550X電機(jī)功率輸入轉(zhuǎn)數(shù)F速比F使用系數(shù)力矩不代表轉(zhuǎn)矩。力矩的概念,起源于阿基米德對(duì)杠桿的研究。力對(duì)物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)作用的物理量??煞譃榱?duì)軸的矩和力對(duì)點(diǎn)的矩。力對(duì)軸的矩是力對(duì)物體產(chǎn)生繞某一軸轉(zhuǎn)動(dòng)作用的物理量。它是代數(shù)量,其大小等于力在垂直于該軸的平面上的分力同此分力作用線到該軸垂直距離的乘積;力對(duì)點(diǎn)的矩是力對(duì)物體產(chǎn)生繞某一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)作用的物理量。力對(duì)物體的作用效應(yīng),除移動(dòng)效應(yīng)外,還有轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)。物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢(shì)能物體在空間某點(diǎn)處的重力勢(shì)能等于使物體從該點(diǎn)運(yùn)到動(dòng)參考點(diǎn)時(shí)重力所作的功?!爸亓?shì)能”是物體因?yàn)橹亓ψ饔枚鴵碛械哪芰?,公式為EP=mgh(m為質(zhì)量,g應(yīng)取9.8N/kg,h物體據(jù)水平面的高度。)判斷一個(gè)物體是否具有重力勢(shì)能,關(guān)鍵看此物體相對(duì)某一個(gè)平面有沒(méi)有被舉高,即相對(duì)此平面有沒(méi)有一定的高度。若有,則物體具有重力勢(shì)能,若沒(méi)有,則物體不具有重力勢(shì)能。勢(shì)能是無(wú)限能源實(shí)際上,勢(shì)能大小Ep與力F、距離h存在著一定的關(guān)系,既是d(Ep)/dh=F。也可以寫(xiě)成Ep=jFdh既是保守力所做的功的大小。對(duì)于重力勢(shì)能,其大小由地球和地面上物體的相對(duì)位置決定。物體質(zhì)量越大、位置越高、做功本領(lǐng)越大,物體具有的重力勢(shì)能就越多。從定義看,只要物體能夠做功,就能說(shuō)它具有勢(shì)能。質(zhì)量相同時(shí),運(yùn)動(dòng)速度越大,它的動(dòng)能越大;運(yùn)動(dòng)速度相同的物體,質(zhì)量越大,它的動(dòng)能也越大。物理學(xué)中,物體具有的重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量成正比,與物體被舉高的高度成正比。所以得出Ep=mgh重力勢(shì)能是標(biāo)量,單位為焦(J)。在重力勢(shì)能的表示式中,由于高度h是相對(duì)的,因此重力勢(shì)能的數(shù)值也是相對(duì)的。我們說(shuō)某個(gè)物體具有重力勢(shì)能mgh,這是相對(duì)于某一個(gè)水平面來(lái)說(shuō)的,把這個(gè)水平面的高度取做零,這個(gè)水平面稱為參考平面,物體位于這個(gè)參考平面上時(shí),重力勢(shì)能為零,因此參考平面也稱為零勢(shì)能平面。物體由于做機(jī)械運(yùn)動(dòng)所具有的能量,叫機(jī)械能。包括動(dòng)能、勢(shì)能兩種,由于重力和萬(wàn)有引力是同性質(zhì)的力,重力勢(shì)能就是引力勢(shì)能,重力等于萬(wàn)有引力,因此也可以認(rèn)為物體的重力勢(shì)能等于引力勢(shì)能。機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒指:在不計(jì)摩擦和介質(zhì)助力的情況下物體只發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化且機(jī)械能的總量保持不變,也就是動(dòng)能的增加或減少等于勢(shì)能的減少或增加。機(jī)械能與整個(gè)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)。當(dāng)有摩擦?xí)r,一部分的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能而散失,另一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
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