能量守恒

能量守恒有时被称为热力学第一定律。基本上它说的是，能量不能被创造或毁灭，但它可以从一种形式转移到另一种形式。举个例子吧?我可以把汽油作为化学能，我可以把它放进汽车里，我可以把它转换成化学能，汽车的运动。或者我可以在一个压缩的弹簧中取势能我可以用它来发射一个物体并将它转化为动能。所以在这些系统中总能量保持不变只是从一种形式转移到另一种形式，对吧?所以很多时候当我们解决物理问题的时候我们会说比如说势能，初始势能我叫它PEI假设一个物体在离地面一定距离的地方等于这个物体落地前的动能这是热力学第一定律能量守恒的一个很好的例子。

好吧，那么当我们看到这样的东西时，问题是什么呢?假设我们有一个物体，比如电视这可能是一件在家做的有趣的事情但不要在家里尝试。5公斤重的电视从2米高的架子上掉下来我想知道它落地时的速度是多少?我在这里给你势能它是位置能，对吧它在离地面一定的距离上它会加速直到它碰到地面当它碰到地面时，它会有一定的动能。所以我们设初始势能等于最终动能?首先，初始势能是多少?所以势能的公式是PE等于质量乘以重力在这种情况下我们说10m / s ^ 2乘以物体的高度。

好的，我们看一下我们有物体的质量是5kg高度是10m / s ^ 2物体的高度是2米。好的，我们有一个质量，一个加速度和一个距离这将给我总能量。如果我把这些乘出来，我得到5乘以10乘以2等于100能量的单位是焦耳，在这个距离上的100焦耳能量。所以这个势能等于它落到下面2米的地面上之前的动能。那么我们继续，假设我有了初始势能它一定等于最终动能，好了。所以我的初始势能是100焦耳好，那么最终速度是多少?

记住动能的公式是1 / 2乘以米，不好意思是1 / 2乘以质量，然后质量乘以速度的平方。所以如果我把它向下代入我的数字100焦耳等于1 / 2乘以5kg乘以v的平方因为在这种情况下我们想知道速度是多少最终速度。所以现在要消去速度前面的这个，对吧，我有1 / 2乘以动能那一定等于2乘以初始势能，对吧如果我把它乘以5那一定等于除以5kg，好，等于速度的平方。好的，如果我乘以它，我得到200除以5，我得到40在这种情况下，当我减少单位因为这里有一个质量单位我只是结束一个距离乘以距离的平方所以2米的平方除以秒的平方这等于v的平方。

解出v, v等于6.32米/秒。这是电视撞到地板前的最终速度。这是一个很好的关于势能转化为动能的问题向我们展示了能量守恒系统中的总能量没有改变它只是从一种形式转化为另一种形式这就是如何使用动能和势能来解决与能量守恒有关的问题。