引力勢能為什麼是負的

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引力勢能為什麼是負的

在討論引力勢能時,一般選無限遠處的勢能為零。在引力場範圍內引力勢能均為負值。因為引力做正功時,其勢能是減小的。也就是説,由遠到近移動質點時,系統的引力勢能是逐漸減小的。或者説在無限遠以內,引力勢能均為負值。

物體(特別指天體)在引力場中具有的勢能叫做引力勢能。物理學中經常把無窮遠處定為引力勢能的零勢能點,引力勢能表達式是E=-GMm/r,G為引力常數,M為產生引力場物體(中心天體)的質量,m為研究對象的質量,r為兩者質心的距離。

以地球為例,設地球質量為M,其無窮遠處為勢能零點,則當質量為m的物體自無窮遠處移動到距離地球r處時,引力消耗勢能做功為

當質量體m由無窮遠處(零勢能點)移動到距離地球r處,引力做功Wp=GMm/r,即引力勢能減少了這麼多,則該處的引力勢能EP=0-GMm/r=-GMm/r。

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