引力勢能爲什麼是負的

引力勢能爲什麼是負的

在討論引力勢能時,一般選無限遠處的勢能爲零。在引力場範圍內引力勢能均爲負值。因爲引力做正功時,其勢能是減小的。也就是說,由遠到近移動質點時,系統的引力勢能是逐漸減小的。或者說在無限遠以內,引力勢能均爲負值。

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爲引力勢能的零勢能點,引力勢能表達式是E=-GMm/r,G爲引力常數,M爲產生引力場物體(中心天體)的質量,m爲研究對象的質量,r爲兩者質心的距離。

地球爲例,設地球質量爲M,其無窮遠處爲勢能零點,則當質量爲m的物體自無窮遠處移動到距離地球r處時,引力消耗勢能做功爲

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。