Question

弹性势能大小与哪些因素有关

Answer 1

一个是弹簧的规格,另一个是弹性形变的大小。

弹性势能的大小与物体的形变程度和构成有关。

弹性形变越大，弹性势能就越大；而物体弹性系数越大，对同样的形变，其弹性势能也越大。此外，温度、湿度等环境因素也可能影响物体的弹性势能大小。

基础定义：

物体由于发生弹性形变，各部分之间存在着弹性力的相互作用而具有的势能叫做“弹性势能”。在工程中又称“弹性变形能”。例如，被压缩的气体、拉弯了的弓、卷紧了的发条、拉长或压缩了的弹簧都具有弹性势能。

弹性势能是存储在材料或物理系统的构造中的潜在机械能，因为执行工作以扭曲其体积或形状。当需要压缩和拉伸或大体上以任何方式变形时，弹性能量就会发生。

弹性理论主要发展为固体和材料力学的形式（注意，拉伸橡皮筋所做的工作不是弹性势能的一个例子，它是熵弹性的一个例子）弹性势能方程用于机械平衡位置的计算。

势能的单位与功的单位是一致的。确定弹力势能的大小需选取零势能的状态，一般选取弹簧未发生任何形变，而处于自由状态的情况下其弹力势能为零。弹力对物体做功等于弹力势能增量的负值。

即弹力所做的功只与弹簧在起始状态和终了状态的伸长量有关，而与弹簧形变过程无关。弹性势能是以弹力的存在为前提，所以弹性势能是发生弹性形变，各部分之间有弹性力作用的物体所具有的。如果两物体相互作用都发生形变，那么每一物体都有弹性势能，总弹性势能为二者之和。

弹性的本质是可逆性。应用于弹性材料的力将能量转移到材料中，在将能量转移到其周围环境之后，能够恢复其原始形状。然而，所有材料对于它们可以承受的变形程度都有限制，而不会破坏或不可逆地改变其内部结构。

因此，固体材料的特征包括通常在应变方面的弹性极限的规格。超过弹性极限，材料不再以弹性能量的形式储存在其上进行的机械作业的所有能量。