势能是储存于一个系统内的能量,常见的势能有重力势能、弹性势能 ,它们的计算公式如下:
重力势能:物体由于被举高而具有的能叫做重力势能,计算公式为 。式中表示重力势能,单位是焦耳(J);是物体的质量,单位为千克(kg);是重力加速度,在地球表面附近 ;是物体相对于参考平面的高度,单位是米(m) 。重力势能的大小与物体的质量、所处的高度以及选取的参考平面有关,参考平面选取不同,物体的重力势能数值也不同。
弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,也具有势能,这种势能叫做弹性势能。对于弹簧,弹性势能的表达式为 。其中代表弹性势能(J),是弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米(N/m),它描述弹簧的软硬程度;是弹簧的形变量,即弹簧伸长或缩短的长度,单位为米(m)。弹性势能的大小取决于弹簧的劲度系数和形变量,形变量越大、劲度系数越大,弹性势能就越大。