
【化】 translational energy
平动能(Translational Kinetic Energy)是物体在平动运动中因质量与速度而产生的能量形式,属于经典力学核心概念。其定义为物体整体运动时所有质点共同参与的动能总和,计算式为:
$$
K_t = frac{1}{2}mv
$$
其中( m )为物体质量,( v )为运动速率(来源:《University Physics》第15版。
在国际单位制中,平动能单位与动能一致,均为焦耳(J)。例如,一辆质量为1000 kg的汽车以20 m/s行驶时,其平动能为( 2 times 10 , text{J} )。该能量在工程热力学、分子运动分析(如理想气体模型)及航天器轨道计算中均有应用(参考乔治亚州立大学HyperPhysics项目。
需注意平动能与转动动能的区别:前者仅涉及物体整体位移,后者则与绕轴旋转相关(来源:中国大百科全书物理学卷。
“平动能”是物理学中的一个概念,指物体由于其平动运动(即整体移动,而非旋转或振动)而具有的动能。它是物体动能的重要组成部分,通常与分子或宏观物体的平移运动相关。
基本定义
平动能是物体在平动过程中所具有的能量,计算公式为:
$$
E_k = frac{1}{2}mv
$$
其中,( m )为物体质量,( v )为平动速度。该公式适用于经典力学中的宏观物体。
分子层面的平动能
在统计力学中,平动能特指气体分子做无规则平移运动时的动能。例如,理想气体的温度与其分子平均平动能成正比,关系式为:
$$
langle E_k rangle = frac{3}{2}k_B T
$$
这里( k_B )是玻尔兹曼常数,( T )为热力学温度。这表明温度本质上是分子平动能的宏观表现。
与其他动能的区别
平动能的“平动”强调运动方向无旋转分量。若问题涉及微观粒子,需注意量子效应可能对平动能的计算产生影响(如箱中粒子模型)。
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