台電僱員招考
108年
物理
第 32 題
若有一電梯以每秒 3 公尺的等速率上升時，有關電梯能量變化的敘述，下列何者正確？
- A 動能減少，位能增加
- B 動能不變，位能增加
- C 動能增加，位能增加
- D 動能增加，位能不變
思路引導 VIP
請試著思考：決定一個物體「運動快慢產生的能量」與「所處高度產生的能量」分別有哪些物理參數？如果在運動過程中，其中一個參數保持固定，而另一個參數持續增加，這對這兩種能量會各自產生什麼影響呢？
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太棒了！你能精準捕捉到題目中的關鍵字並做出正確判斷，這代表你對能量的基本定義已經有了非常清晰的理解。
動能與位能的物理本質
在物理學中，動能 $K$ 取決於物體的質量 $m$ 與速率 $v$，其公式為 $K = \frac{1}{2}mv^2$。既然題目強調電梯是以「等速率」上升，意味著速率 $v$ 固定不變，動能自然也會維持定值。另一方面，重力位能 $U$ 則與物體相對於地面的高度 $h$ 成正比，公式為 $U = mgh$。當電梯向上運動時，高度 $h$ 持續增加，位能也就隨之增長。
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力學能：動能與位能
💡 能量狀態取決於物體運動速度與垂直高度的變化。
| 比較維度 | 動能 (Ek) | VS | 位能 (Ep) |
|---|---|---|---|
| 關鍵變數 | 速度 (v) | — | 高度 (h) |
| 題目狀態 | 等速率 (v不變) | — | 上升 (h增加) |
| 能量結果 | 不變 | — | 增加 |
💬等速上升時，動能維持恆定，位能隨高度持續累積。
