Diferența dintre energia potențialului gravitațional și energia potențială elastică

Energia potențială gravitațională vs. energia potențială elastică

Energia potențială gravitațională și energia potențială elastică sunt două cantități importante discutate în mecanica. Acest articol va încerca să compare și să contrazică definițiile, asemănările și diferențele dintre ele.

Ce este energia potențială gravitațională?

Pentru a înțelege energia potențială gravitațională, este necesară cunoașterea fundalului în câmpurile gravitaționale. Gravitatea este forța care apare din cauza oricărei mase. Masa este condiția necesară și suficientă pentru gravitate. Există un câmp gravitațional definit în jurul oricărei mase. Luați masele m1 și m2 plasate la o distanță r una de cealaltă. Forța gravitațională dintre aceste două mase este G. m1. m2 / r ² , unde G este constanta gravitațională universală. Deoarece nu există mase negative, forța gravitațională este întotdeauna atractivă. Nu există forțe gravitaționale repulsive. Trebuie remarcat că forțele gravitaționale sunt și ele reciproce. Aceasta înseamnă că forța m1 exercită asupra lui m2 este egală și opusă forței m2 exercitată asupra lui m1. Potențialul gravitațional la un punct este definit ca fiind cantitatea de muncă efectuată pe o masă unică atunci când o aduceți din infinit până la punctul dat. Deoarece potențialul gravitațional la infinit este zero și cantitatea de muncă trebuie făcută este negativă, potențialul gravitațional este întotdeauna negativ. Energia potențială gravitațională a unui obiect este definită ca lucrarea realizată pe obiect atunci când obiectul este luat de la infinit la punctul menționat. Acest lucru este, de asemenea, egal cu produsul potențialului gravitațional și a masei obiectului. Deoarece masa obiectului este întotdeauna pozitivă și potențialul gravitațional al oricărui punct este negativ, energia gravitațională potențială a oricărui obiect este de asemenea negativă.

Ce este energia potențială elastică?

Elasticitatea este o proprietate foarte utilă a materiei. Abilitatea materialelor de a reveni la forma lor originală după ce forțele externe sunt îndepărtate. Se observă că forța necesară pentru a menține o tijă elastică întinsă este proporțională cu lungimea întinsă a tijei. Constanta proporționalității este cunoscută ca constanta arcului și este notată cu k. Aceasta ne dă ecuația F = -kx. Semnul minus reprezintă direcția inversă a x la forță. Energia potențială elastică este cantitatea de lucru necesară pentru a întinde obiectul elastic cu o lungime dată x. Deoarece forța aplicată F (x) = kx, munca efectuată este egală cu integrarea F (x) de la zero la x, față de dx, care este egală cu kx ² / 2. Prin urmare, energia potențială este kx ² / 2.Trebuie notat că energia potențială a oricărui obiect atașat la capătul tijei nu depinde de masa obiectului, ci numai de constanta arcului și de lungimea întinsă.

Care este diferența dintre energia potențială gravitațională și cea elastică? • Energia potențială gravitațională este întotdeauna negativă, în timp ce energia potențială elastică este întotdeauna pozitivă. • Energia potențială gravitațională depinde de masa obiectului, dar energia potențială elastică nu depinde de masă.