Atšķirība starp gravitācijas potenciālo enerģiju un elastīgo potenciālo enerģiju

Potenciālā gravitācijas enerģija pret elastīgo potenciālo enerģiju

Gravitācijas potenciālā enerģija un elastīgā potenciālā enerģija ir divi svarīgi mehānikā aplūkotie lielumi. Šis raksts mēģinās salīdzināt un pretstatīt to definīcijas, līdzības un atšķirības.

Kas ir gravitācijas potenciālā enerģija?

Lai saprastu gravitācijas potenciālo enerģiju, ir nepieciešamas fona zināšanas gravitācijas laukos. Smagums ir spēks, kas rodas jebkuras masas dēļ. Masa ir nepieciešama un pietiekama smaguma pakāpe. Ap jebkuru masu ir noteikts gravitācijas lauks. Ņem masas m1 un m2, kas novietotas attālumā r viena no otras. Gravitācijas spēks starp šīm divām masām ir G.m1.m2 / r², kur G ir universālā gravitācijas konstante. Tā kā negatīvas masas nav, gravitācijas spēks vienmēr ir pievilcīgs. Nav atgrūdošu gravitācijas spēku. Jāatzīmē, ka arī gravitācijas spēki ir savstarpēji. Tas nozīmē, ka spēks m1, kas iedarbojas uz m2, ir vienāds un pretējs spēkam m2, kas iedarbojas uz m1. Gravitācijas potenciāls punktā tiek definēts kā darba apjoms, kas veikts ar vienības masu, nogādājot to no bezgalības līdz dotajam punktam. Tā kā gravitācijas potenciāls bezgalībā ir nulle un darba apjoms ir negatīvs, gravitācijas potenciāls vienmēr ir negatīvs. Objekta gravitācijas potenciālā enerģija tiek definēta kā darbs, kas veikts ar objektu, kad objekts tiek aizvests no bezgalības uz minēto punktu. Tas ir vienāds arī ar gravitācijas potenciāla un objekta masas reizinājumu. Tā kā objekta masa vienmēr ir pozitīva un jebkura punkta gravitācijas potenciāls ir negatīvs, jebkura objekta gravitācijas potenciālā enerģija ir arī negatīva.

Kas ir elastīgā potenciālā enerģija?

Elastība ir ļoti noderīga matērijas īpašība. Tas ir materiālu spēja atgriezties sākotnējā formā pēc ārējo spēku noņemšanas. Tiek novērots, ka spēks, kas nepieciešams elastīga stieņa noturēšanai, ir proporcionāls stieņa izstieptajam garumam. Proporcionalitātes konstante ir zināma kā atsperes konstante, un to apzīmē ar k. Tas dod vienādojumu F = -kx. Mīnusa zīme apzīmē apgriezto x virzienu pret spēku. Elastīgā potenciālā enerģija ir darba apjoms, kas nepieciešams, lai elastīgo priekšmetu izstieptu par noteikto garumu x. Tā kā pieliktais spēks F (x) = kx, paveiktais darbs ir vienāds ar F (x) integrāciju no nulles līdz x attiecībā pret dx, kas ir vienāds ar kx²/ 2. Tāpēc potenciālā enerģija ir kx²/ 2. Jāatzīmē, ka jebkura stieņa galā piestiprināta objekta potenciālā enerģija nav atkarīga no objekta masas, bet tikai no atsperes konstantes un izstieptā garuma.