在这次讲座中，我们将了解工作和电势能。您可以观看以下视频或阅读下面的书面教程。

假设，我们观察一个对象，并在该对象上应用一个力。如果对象移动，力就在做工作。

但是工作是什么？

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。

工作是仅由其幅度定义的标量数，并且可以是正面或负面的。

工作示例

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。

施力和位移并行时

在第一个场景中，您将在地板上拔出一个绳子的盒子。盒子是对象，你使用的力拉动盒子是一个外力。让我们说绳子平行于地板，你将用60牛顿的力直接拉下盒子。你在楼上6米的盒子移动，这意味着你在盒子上做了工作。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。

每当力和位移处于相同方向时，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工作

在第二种情况下，您将在6米处拉箱，恒定的力量为60牛顿，但现在您正在向上拉30°的向上角度，箱体平行于表面移动。因此，申请到盒子的力与盒子在移动的方向上没有相同的方向。在这种情况下，只有与位移平行的施加力的组件只有在盒子上完成的工作的一部分。

这里的角度θ为30°，COSθ为0.866。

现在我们拥有计算工作所需的一切。我们将所有内容插入，我们得到311焦耳，在这种情况下不太工作。

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

如果力量的幅度变化怎么办？例如，你开始拉扯更加困难，但你累了，力量越来越少，你拖了盒子。在这种情况下，要找到工作，您需要计算使用集成应用的力。这是可以帮助您计算工作的等式：

我们在这次视频中迄今为止解释的同样的原则也适用于收费！

活力

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。

潜在的能量是可用于做工作的能量。

由于位置，它是能量。而且对象需要定位在我们可以再次获得能量的地方。潜在的能源由首都U.表示

重力势能

由于其垂直位置或高度而储存在物体中的引力势能。

如果您在地上1.5米处持有一本书，我们可以说这本书具有引力潜在能量。通过提升，或换句话说，您已经向书添加了能量，或者换句话说，您已经在那本书上完成了工作。如果你走了，重力会发挥一支力，而这本书将落到地上。

当本书在地面上时，它具有零的引力潜在能量，因为重力不能再做了它了。

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。

如果我们使用保守力量，这只能工作。

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。

但如果我拿着这本书，又拖到地板上怎么办？在这种情况下，书没有潜在的能量，因为它不会返回其初始位置。

这意味着如果您只需在给定距离上添加力，如果您在对象上工作，则并不意味着对象将具有潜在的能量。

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。

电势能量描述电荷在被静电力移动时的存储能量有多大。

只有我们确定一个，我们只能计算潜在的能量参照点。参考点始终是任意的。

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，让我们说我们希望将测试电荷较近，距离点充电3厘米。这意味着将测试电荷移动2cm抵抗电场的方向，这将需要通过外力工作。

在这种情况下的角度θ为0，并且cosθ为1。

而不是f，我们将使用电力的等式，而是d，我们将使用r距离。r取消外，我们留下了这个等式：

我们使用相同的方程来计算电势能量U！

The electric potential energy U is equal to the Coulomb’s constant k, multiplied by the charge that creates the electric field Q, times the charge that would be placed at a reference point some distance away from the main charge q, and divided by the distance from the reference point r.

现在让我们回到示例，并计算电势能量：

距离点电荷3厘米的潜在能量为1.35焦耳。

概括

从电势能量的等式开始，我们可以注意到测试电荷的电荷越大，排斥力越大，必须做出更多的工作以使其更接近正点电荷。

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。

这将是这项讲座。我希望它有用，你学到了新的东西。在下一个基本的电子教程中，我们将讨论必威lol电位和电势差。