对科学家来说,能量并不是某一个特定的东西,它不是由某一种东西构成的。就像房子是由不同的砖制成的一样。能量更像是一种能力,做某事的能力。
能量和做功 音乐家有演奏乐器的能力,画家有绘画的能力。能量是让事情发生的能力。 当一个物体向另一个物体施加力量,推动该物体向特定方向移动时,某样东西确实在起作用。
例如当你用球棒击球时,球棒会把动能传递给球以改变球的速度和方向。 想象一下,有人向你扔一个球,你用球棒回击。当球棒击中球时,它改变了球的速度和方向。 能量是球棒改变球方向的能力。当球棒挥击时,它能改变击球的方向。 当你挥动球棒时,储存在肌肉中的能量释放出来。挥得越用力,球棒做的功就越多,所以它携带的能量就越多。
能量的种类 做功的方式有很多种,所以能量也有很多种。 我们已经提到过一个:球棒的挥击,这叫做动能,动能是物体由于运动而具有的能量。 另一种能量叫做势能,势能也叫做位能,一个物体相对于其他物体的位置做功而产生的能量。这意味着把东西放在某个地方就会给它们能量。
假设你在门顶上放一桶水,你就给了它势能。当门打开时,桶开始向下移动,把打开它的倒霉蛋淋湿一身。 这是一个有趣的例子:想象一下在半开的门上放一桶水。当有人走过门时,水桶会掉在他们的头上。桶在门的顶部,它会掉下来。当它掉下来时,它做功了。任何穿过门的人都会被淋湿,而且这个桶还会打中他们的头。 因此,把水桶放在门的顶部,产生的是重力势能,并不是因为它在移动而产生动能。
爱因斯坦的著名公式 著名物理学家阿尔伯特·爱因斯坦提出一个关于能量的公式,你可能已经见过:E=m c ². 在这个公式中,E表示能量,m表示质量(质量是物质所含能量的度量),c表示光速。 这个方程式似乎想说明能量等于质量乘以某个数。那么,能量到底是不是由某个东西构成的吗?
不一定,一些没有质量的东西仍然可以有能量,例如,光。我们知道它有能量,因为我们在太阳能电池板中捕获光能,并将其转化为电能。 光是由光子的微小粒子组成的,光子没有质量。因此,如果能量是由质量构成的,那么光就不会有能量了!这将使太阳能成为一个谜。 事实证明,即使光没有质量,它也有动量,这使它有能力做功。 ![]() |