动能与动量的关系

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介绍

动量和动能这两个方面在物理学领域都至关重要，因为动量被认为描述了与某些特定方面的关系。这些方面对于具有相当质量的相关物体来说是速度、质量和方向。另一方面，动能是与运动相关的质量内的能量。物体内部的能量是由于施加在物体上的运动而产生的。动能被认为是进行工作的潜力。

动能的定义

在物理学中，人们注意到几种类型的能量在物体内部守恒。然而，支持物体进行任何运动的能量被定义为动能。当物体被认为以运动加速时，则理解对物体施加了某种显著的力（Li et al. 2019）。

然而，需要理解的是，当施加力时需要做一定的工作。这项工作转化为能量的形式，这种能量支持物体以恒定的速度进行运动。

这种能量的转移被定义为动能（Jeong et al. 2020）。我们在日常生活中进行的一些简单的动作，例如行走、投掷、跳跃等，都包含动能。

图 1：动能的概念

动能的单位和例子

动能被认为是一个标量，仅用于描述大小方面。动能有两个单位，在（SI 单位）或国际单位制中表示为 1 kg.m².s^-2，该单位称为焦耳或 (J)（Kuya et al. 2018）。另一个单位，在（CGS）或厘米-克-秒中为尔格。

下面列出了一些动能的例子。

例如，一辆卡车沿着道路行驶往往比一辆以相同速度行驶的小汽车具有更大的动能。这是因为卡车的质量大于小汽车。当河流在其河道中流动时，也可以将其视为动能的一个例子，因为水似乎具有特定的质量和速度。

动能的公式

某个物体的动能公式表示为 KE = 1/2 m * v²，其中，KE 是物体具有的动能，v 是质量相关物体的速度，最后 m 代表物体的质量（Physicsclassroom.com，2022）。动能的公式可以很容易地从与功相关的基本公式推导出来，其中功被定义为沿距离 d 对物体施加的力。

动能的类型

人们注意到几种类型的动能，总共有五种，包括辐射能、机械能、热能、电能和声能（Ducksters.com，2022）。辐射能的例子与伽马的紫外线有关，鼓的跳动可以被认为是声能的例子。

什么是势能？

势能被定义为物体在其状态的位置时所继承的能量。当物体处于静止状态时，这种能量被认为储存在物体内部。然而，这里发现了三种类型的能量，包括电势能、化学能和最后是核能。

图 2：势能的概念

势能的例子

为了确定势能，人们发现了几个例子，例如，火箭坐在悬崖的边缘。我们摄入的食物被称为化学势能，它为我们提供能量来工作。

动量的定义及其公式

物理学中的动量被定义为内部具有运动的质量，然而，动量的量有两个变量（Livescience.com，2022）。这两个变量包括正在移动多少质量以及以什么速度（Ducksters.com，2022）。因此，势能的公式表示为 m * g * h，其中，“m”表示“质量”，“g”表示“重力能”，最后，“h”分别表示“高度”。

图 3：动量的概念

动量的例子

下面列出了一些动量的例子，例如，重型卡车的移动、棒球在空中飞行、枪支发射子弹以及火车以 120 公里/小时的速度行驶等。

动能与动量的关系

物理学中动能和动量的概念都密切相关。一方面，动能是物体获得能量时所具有的能量，另一方面，当物体的质量处于运动状态时，就会产生动量。

在数学上，它可以表示为 KE = 1/2 m * v 和 p = m * v，因此，将两者等同起来，KE = 1/2 m * v * v，这等于 KE = 1/2 p * v。

结论

然而，在本教程中，通过说明动能和动量之间的复杂关系，提供了一个深入的了解。可以肯定地说，物体拥有动能，而动量指的是与运动相关的物体的质量。

常见问题

Q1. 功的公式是什么？

答：物理学中功的公式可以表示为 W = F * d，其中 F 是力，d 是物体的距离。

Q2. 势能的例子是什么？

答：势能的一个例子是重力，因为它可以通过公式 mgh 来确定。

Q3. 动能的 SI 单位是什么？

答：动能的 SI 单位可以表示为焦耳 (J)，等于 kgm²s^-2。