又稱位能,在機械運動中,由於質點或質點系在保守力場中相對位置變化所具有的能量。當質點處於某一空間區域中的任一位置時,都受到一個力的作用,並且此力是質點位置的有限、單值和可微向量函數,則稱該區域為力場,而此作用力為場力。如質點在某一力場中繞任一閉曲線運動一周,場力所做的功為零,即場力所做之功與所經途徑無關時,稱此場力為保守力,稱此力場為保守力場。在保守力場中任選一合適的位置為零勢位置,當質點系從所在位置移動到零勢位置時,保守力所做的功稱為此質點系在所在位置上上的勢能,勢能是位置函數。勢能V同保守力F之間的關系是F=-∇V,V=C(常數)的曲面稱為該保守力場的等勢面。保守力F 同等勢面正交。勢能的量綱為L2MT-2,它的SI單位是kg·m2·s-2,即N·m,即J。
重力勢能 質點系在重力場中的勢能。如取z軸鉛垂向上,k為該方向上的單位矢量,則重力場的力是F=-Mgk,式中的M是質點系的總質量,g是重力加速度。如取z=0的水平面為零勢位置時,則重力勢能V=Mgzc,式中的zc是質點系質心C在所在位置的鉛垂坐標。重力場的等勢面是不同高度的水平面。
彈性勢能 在彈性力場中質點的勢能。取彈簧的一端為矢徑原點,則剛度為k的彈簧所產生的彈性力可表示為
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萬有引力勢能 質點在萬有引力場中的勢能定義是:以引力中心為矢徑原點,則質量為ṃ) 的質點在引力場中所受的力為
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