位能
位能（英語：Potential Energy），又稱勢能，是儲存於一物理系統內一種能量，是一個用於描述物體在保守力場中所做的功能力大小的物理量。保守力作功與路徑無關，故可以定義一個僅與位置有關的函數，叫做位能。當物體從高位能處來到低勢能處時，勢能減少，而保守力向外作等量功使其它某種能量增加。位能是能量的一種，具有能量量綱，在國際單位制下的單位是焦耳（J），另外在涉及到粒子物理時常用到電子伏特（eV），高斯單位制下為爾格（erg）。位能是一個標量函數，當一個物體與多個物體共有位能時，這個物體所具有的總勢能為所有勢能的代數和。
勢能中的各種概念
勢能圖、勢壘等概念是討論單個質點在保守外場中運動的有力工具，在物理學多個領域中的應用都十分廣泛。
質點系的勢能
根據牛頓萬有引力定律，對於兩質點m0 viciss質量，質點m於某處的引力勢能為：。如果質點間形成一封閉系統時，則系統的機械能守恆。而我們知道機械能僅等於動能與位能之和，故質點系的容許運動範圍會盡縮。
有些適合特定情況下的數學表達
重力勢能：重力場中的物體具有重力勢能，並且引力勢能為引力勢能在一種特殊情況下所簡化形式，也就是重力。萬有引力常數被簡化為加速度引力。其分佈可以由開普拉爾方程求得。
總結
位能是一種重要的物理概念，用於描述物體在保守力場中的能量狀態。它常用於各種物理現象解釋，例如引力和電磁力。具有更多位能的物體有能力對外界作出更多的功。
位能、保守力、勢能圖、勢能、gravity potential、electric potential.
位能例子
在物理學中，位能是一種儲存在物體中的能量，是由於物體的位置或形狀造成的。位能的單位是焦耳 (J)。當物體從高處落下、彈簧被壓縮或拉伸、或化學物質發生反應時，儲存在這些物體中的位能就會轉換成其他形式的能量，例如動能、熱能或電能。
以下是常見的位能例子：
- 重力位能： 物體由於其相對於地球表面的高度而具有的位能。例如，當物體被舉起時，其重力位能會增加；當物體落下時，其重力位能會轉換成動能。
- 彈性位能： 當彈簧被壓縮或拉伸時，儲存在彈簧中的位能。例如，當弓被拉開時，其彈性位能會增加；當弓箭射出時，其彈性位能會轉換成動能。
- 化學位能： 儲存在化學物質中的位能。例如，當燃料被燃燒時，其化學位能會轉換成熱能和光能。
以下表格列出了一些常見的位能例子及其公式：
| 位能類型 | 公式 | 單位 | 例子 |
|---|---|---|---|
| 重力位能 | $PE = mgh$ | 焦耳 (J) | 物體被舉起 |
| 彈性位能 | $PE = 1/2 kx^2$ | 焦耳 (J) | 彈簧被壓縮 |
| 化學位能 | 焦耳 (J) | 燃料被燃燒 |
範例：
- 一個質量為 1 公斤的物體被舉起 1 公尺，其重力位能為 10 焦耳： $PE = 1 \times 9.8 \times 1 = 9.8 \approx 10 J$
- 一個彈簧的勁度係數為 100 N/m，被壓縮 0.1 公尺，其彈性位能為 0.5 焦耳： $PE = 1/2 \times 100 \times 0.1^2 = 0.5 J$
- 一公斤的甲烷被燃燒，釋放出 50,000 焦耳的熱能，其化學位能為 50,000 焦耳。
注意事項：
- 位能不是一個守恆量，它可以轉換成其他形式的能量。
- 位能與參考點有關，不同的參考點會得到不同的位能值。