Gravitatsioonilise potentsiaalse energia ja elastse potentsiaalse energia erinevus

Gravitatsiooniline potentsiaalne energia vs potentsiaalne energia

Gravitatsiooniline potentsiaalne energia ja elastse potentsiaalse energia on kaks olulist suurust, mida arutatakse mehaanikas. See artikkel püüab võrrelda ja vastandada nende määratlusi, sarnasusi ja erinevusi.

Mis on gravitatsiooniline potentsiaalne energia?

Gravitatsioonilise potentsiaalse energia mõistmiseks on vaja taustteadmisi gravitatsiooniväljas. Gravitatsioon on jõud, mis tekib mis tahes massi mõjul. Mass on vajalik ja piisav raskusjõu tingimus. Mis tahes massi ümber on määratletud gravitatsiooniväli. Võtke massid m1 ja m2, mis asetatakse üksteisest r kaugusele. Gravitatsioonijõud nende kahe massi vahel on G.m1.m2 / r², kus G on universaalne gravitatsioonikonstant. Kuna negatiivseid masse pole, on gravitatsioonijõud alati atraktiivne. Puuduvad tõrjuvad gravitatsioonijõud. Tuleb märkida, et ka gravitatsioonijõud on vastastikused. See tähendab, et jõud m1, mis avaldab m2-le, on võrdne ja vastupidine jõule m2, mis avaldab m1. Gravitatsioonipotentsiaal punktis on defineeritud kui töö mass ühiku massiga selle viimisel lõpmatusest antud punkti. Kuna gravitatsioonipotentsiaal lõpmatuseni on null ja tööd tuleb teha negatiivselt, on gravitatsioonipotentsiaal alati negatiivne. Objekti gravitatsiooniline potentsiaalne energia on defineeritud kui objektiga tehtud töö, kui objekt viiakse lõpmatusest nimetatud punkti. See võrdub ka gravitatsioonipotentsiaali ja objekti massi korrutisega. Kuna objekti mass on alati positiivne ja ükskõik millise punkti gravitatsioonipotentsiaal on negatiivne, on ükskõik millise objekti gravitatsioonipotentsiaal ka negatiivne.

Mis on elastne potentsiaalne energia?

Elastsus on mateeria väga kasulik omadus. See on materjalide võime pärast väliste jõudude eemaldamist taastada oma esialgne kuju. Täheldatakse, et elastse varda venitamiseks vajalik jõud on võrdeline varda venitatud pikkusega. Proportsionaalsuskonstanti nimetatakse kevadkonstandiks ja tähistatakse k-ga. See annab meile võrrandi F = -kx. Miinusmärk tähistab x vastupidist suunda jõu suhtes. Elastne potentsiaalne energia on töö hulk, mis on vajalik elastse objekti venitamiseks etteantud pikkuse x võrra. Kuna rakendatud jõud F (x) = kx, on tehtud töö võrdne F (x) integreerimisega nullist väärtuseni x, dx suhtes, mis on võrdne kx²/ 2. Seetõttu on potentsiaalne energia kx²/ 2. Tuleb märkida, et varda otsa kinnitatud mis tahes objekti potentsiaalne energia ei sõltu eseme massist, vaid ainult vedru konstandist ja venitatud pikkusest.