Gravitációs potenciális energia kontra potenciális energia
A gravitációs potenciálenergia és a potenciális energia két fontos fogalom a fizikai testek mechanikájában és statikájában. Ez a cikk először röviden elmagyarázza a két fogalmat, majd összehasonlítja a köztük lévő hasonlóságokat és különbségeket.
Mi a gravitációs potenciálenergia?
A gravitációs potenciális energia megértéséhez a gravitációs mezőkkel kapcsolatos háttérismeretekre van szükség. A gravitáció az az erő, amely bármilyen tömeg hatására fellép. A tömeg a gravitáció szükséges és elégséges feltétele. Bármely tömeg körül van gravitációs mező. Vegyük az m1 és m2 tömegeket egymástól r távolságra. A két tömeg közötti gravitációs erő G.m1m2 / r2, ahol G a univerzális gravitációs állandó. Mivel negatív tömegek nincsenek jelen, a gravitációs erő mindig vonzó. Nincsenek taszító gravitációs erők. Meg kell jegyezni, hogy a gravitációs erők is kölcsönösek. Ez azt jelenti, hogy az m1 m2 erőre kifejtett erő egyenlő és ellentétes az m2 erővel. m1 A gravitációs potenciál egy pontban az egységnyi tömegen végzett munka mennyisége, amikor azt a végtelenből az adott pontba visszük. Mivel a gravitációs potenciál a végtelenben nulla, és az elvégzendő munka mennyisége negatív, a gravitációs potenciál mindig negatív. Egy objektum gravitációs potenciális energiája az a munka, amelyet az objektumon végeznek, amikor a tárgyat a végtelenből az említett pontba visszük. Ez megegyezik a gravitációs potenciál és a tárgy tömegének szorzatával is. Mivel a tárgy tömege mindig pozitív, és bármely pont gravitációs potenciálja negatív, bármely objektum gravitációs potenciálenergiája is negatív.
Mi a potenciális energia?
Egy tárgy potenciális energiája a tárgynak az objektum elhelyezéséből adódó energiája. A potenciális energiának sokféle formája lehet. A gravitációs potenciális energia egy olyan objektum potenciális energiája, amelynek tömege a tárgy elhelyezése miatt keletkezik. Az elektromos potenciálenergia, más néven elektrosztatikus potenciálenergia, egy olyan tárgy energiája, amelynek töltése az elhelyezés miatt tapasztalható. A mágneses potenciálenergia, más néven elektrodinamikus potenciálenergia, az az energia, amelyet az elhelyezés következtében mágneses mezővel rendelkező tárgy tapasztal. A gravitációs potenciálenergia csak negatív lehet. A potenciális energia más formái is léteznek, mint például a nukleáris potenciálenergia, a kémiai potenciálenergia és az elasztikus potenciálenergia. Potenciális energia léphet fel az érintkezési erők miatt. Ez a fajta potenciális energia a rugalmas potenciális energiában tapasztalható. A többi potenciális energia nagy része a mezőknek köszönhető.
Mi a különbség a potenciális energia és a gravitációs potenciálenergia között?
• A gravitációs potenciálenergia csak a pont gravitációs potenciáljától és a tárgy tömegétől függ.
• A potenciális energia sok más tényezőtől is függhet, például töltéstől, áramerősségtől, elektromos potenciáltól és sok mástól.
• A gravitációs potenciál csak negatív értékeket vehet fel, de a potenciális energia általában bármilyen értéket felvehet.
