位能是能量物理學裡的一個重要觀念,它與動能共同形成力學能,而力學能守恆律是描述許多自然現象的基本原理,因此位能的概念頗值得仔細探究。那麼位能的意義是什麼呢?它又是如何發生的?許多高中及國中教科書認為:重力位能是抵抗重力的外力,將物體由低處抬至高處所作的功轉變而來,並定義此外加拉力所作的功等於重力位能的增加量(國立台灣師範大學科學教育中心,1995,頁 10-17;高涌泉,2011,頁 100;傅昭銘、陳義裕,2011,頁 104;林英智,2014,頁 73)。若將此說法用在行星與太陽上,那麼是什麼樣的拉力,可將行星自離太陽近處移至遠處?位能的介紹非要引入拉力嗎?一個下落石塊,並沒有抵抗重力的拉力作用在石塊上,為何會有位能?物理學家到底是如何來描述位能呢?它又是由那些物理學家所提出? |