万有引力产生的能量增加算不算违背了能量守恒?
通常对这一问题的回答是,物质在引力场中拥有势能,在万有引力公式中只要把受力的质量拿开,剩下的就是势能公式。当物体因引力而坠入引力源时,就会有部分势能转变为动能,所以,物质在引力的作用下发生变化,是能量守恒的。
由于宇宙是由作为物理背景的空间和作为物理对象的物质组成,任何物体的外在(与其状态相关)能量都有两种形式。一种是相对于自身的动能,另一种则是相对于空间的势能。在不考虑质能转换的情况时,通常的能量守恒有两种不同的方式。
第一种方式比较明显,就是不同物体之间的能量交换。比如,引力红移,就是光子在逃离引力场时,将其部分能量(主要是势能)转移给了空间。
第二种方式则较为隐蔽,是物体自身两种能量形式的互换。比如,运动红移,就是光子为维持其相对于空间的势能而保持与空间的相对速度不变,从而实际上改变了相对于光源的速度,其因此而增加的动能来自于其势能的减少,表现为光子的频率降低,这就是运动红移。
上述回答只是通常意义上的,更深入的问题是,为什么物质的存在,会产生引力场,从而使其他物质拥有引力势能?此时,如何保持能量的守恒呢?
根据有机的量子景观,宇宙由量子构成。离散的量子构成空间,由高能量子组成的封闭体系成为物质。由于封闭体系是量子高速运动产生的屏蔽所形成的,具有或然性。因此,所有物质的封闭体性都是介于0-1之间的,即都是小于1的。
所以,物质会对外辐射能量,使量子空间产生热的梯度分布。这就是引力场,由物质的部分能量转化为量子空间的不对称分布。属于前面所提到的第一种能量守恒,即不同物体之间的能量交换。
(本文为原创)
不违背。所有物体处于一个很大的力场,一些物体通过万有引力运动的时候,自身能量变化的同时,另一些物体的能量也会发生变化的。
势能公式是什么?
重力势能的公式:Ep=mgh(Ep为重力势能,m为质量,g为地球表面重力加速度,在大多数情况下,h为物体距离参考平面的高度)。
由于万有引力和g都因距离而变化,所以Ep=mgh只能解决地球表面问题。
势能定义:
打桩时,把重锤高高举起,重锤落下能把木桩打入地里。重锤是由于被举高而能够做功的,举高的物体具有的能量叫重力势能。物体的质量越大,举得越高,它具有的重力势能就越大。
被举高的重锤具有重力势能。重锤的质量越大,被举得越高,下落时做的功越多,表示重锤的重力势能越大。(不是所有的举高都是人为的,而是相对水平面上升的高度为被举高的高度)