Потенційна енергія визначається як енергія, збережена в тілі завдяки його фізичним властивостям, таким як маса об’єкта або положення об’єкта. Це сила, яку потенційно може розвинути тіло, коли воно приводиться в рух. Існують різні форми потенційної енергії, такі як пружна потенціальна енергія, гравітаційна потенціальна енергія, електрична (електромагнітна) потенціальна енергія та ядерна потенціальна енергія. Потенційна енергія об’єкта прямо пропорційна масі, висоті або вертикальному положенню об’єкта.
Що таке гравітаційний потенціал?
Гравітаційний потенціал у будь-якій точці визначається як робота, виконана під час переміщення одиниці маси з нескінченності до цієї точки проти гравітаційного поля. Він визначає напрямок руху тіла в полі тяжіння іншого тіла. Гравітаційний потенціал дорівнює потенційній енергії одиниці маси, що утримується в цій точці.
Формула гравітаційного потенціалу:
Гравітаційний потенціал це,
V = – GM/r
де,
- G = гравітаційна постійна = 6,67×10-одинадцятьНм2/кг2
- M = маса більшого тіла, навколо якого діє поле тяжіння.
- r = відстань між тілами.
Що таке гравітаційна потенційна енергія?
Гравітаційна потенційна енергія визначається як енергія, збережена в об’єкті, який утримується у вертикальному положенні завдяки силі тяжіння, що діє на нього, щоб тягнути його вниз. Величина потенційної гравітаційної енергії залежить від маси та висоти об’єкта.
Формула гравітаційної потенційної енергії:
типи даних у javaФормула гравітаційної потенційної енергії:
U = mgh
де,
- m = маса об'єкта (кг)
- g = прискорення сили тяжіння = 9,8 м/с2
- h = висота (м)
Різниця між гравітаційним потенціалом і гравітаційною потенційною енергією:
| Гравітаційний потенціал | Гравітаційна потенціальна енергія |
| Гравітаційний потенціал у будь-якій точці визначається як робота, виконана під час переміщення одиниці маси з нескінченності до цієї точки проти гравітаційного поля. Він визначає напрямок руху тіла в полі тяжіння іншого тіла. Гравітаційний потенціал дорівнює потенційній енергії одиниці маси, що утримується в цій точці. | Гравітаційна потенційна енергія визначається як енергія, збережена в об’єкті, який утримується у вертикальному положенні завдяки силі тяжіння, що діє на нього, щоб тягнути його вниз. Величина потенційної гравітаційної енергії залежить від маси та висоти об’єкта. |
| Формула для гравітаційного потенціалу: V = -GM/r. | Формула для потенційної енергії тяжіння U = mgh. |
| Одиницею гравітаційного потенціалу є джоуль/кг. | Одиницею гравітаційної потенційної енергії є джоуль. |
| Його представляють В. | Його представляють У. |
| Воно завжди негативне. | Це завжди позитивно. |
| Він максимальний на нескінченності. | Він дорівнює нулю на нескінченності. |
| У центрі землі вона мінімальна. | На поверхні предмета він мінімальний. |
| Розмірна формула гравітаційного потенціалу [М0Л2Т-2]. | Розмірна формула гравітаційної потенційної енергії [М1Л2Т-2] |
Приклади запитань
Питання 1: Який гравітаційний потенціал Сонця відносно Землі? Маса Сонця 1,99×10 30 кг. Відстань між Сонцем і Землею 150×10 6 км?
відповідь:
сонячний деол
Враховуючи це,
Маса Сонця M = 1,99×1030кг.
Відстань r = 150×106км.
Гравітаційний потенціал V = – GM/r
V = (-6,67×10-одинадцять×1,99 × 1030)/ (150×106)
= 8,85×108Дж/кг.
Отже, гравітаційний потенціал Сонця відносно Землі дорівнює 8,85×10 8 Дж/кг .
Запитання 2: Який гравітаційний потенціал об’єкта з масою 2×10 24 кг відносно іншого предмета. Знаходиться на відстані 1400 км.
відповідь:
Враховуючи це,
Маса предмета M = 2×1024кг.
Відстань r = 1400 км.
Гравітаційний потенціал V = – GM/r
(-6,67×10-одинадцять×2× 1024) / (1400×1000)
V = 9,52×107Дж/кг.
Отже, необхідний гравітаційний потенціал дорівнює 9,52×10 7 Дж/кг .
Питання 3: Де гравітаційний потенціал мінімум. Яке це мінімальне значення?
відповідь:
Потенціал тяжіння є мінімальним у центрі Землі, r> 0 у центрі Землі, вищенаведене тертя залишається невизначеним. Мінімальне значення гравітаційного потенціалу не визначено.
Питання 4: Яка гравітаційна потенціальна енергія тіла на відстані 3r від центру Землі.
відповідь:
Враховуючи це,
Відстань r = 3r
Ми знаємо, що гравітаційна потенційна енергія на відстані r дорівнює
U = -GMm/r
Гравітаційна потенціальна енергія на відстані 3r дорівнює
візуалізатор java= – GMm/3r
= U/3
Отже, гравітаційна потенційна енергія на відстані 3r дорівнює В/3.
Запитання 5: Потенціальна гравітаційна енергія тіла на відстані 2r від землі дорівнює U. Знайдіть силу тяжіння в цій точці.
відповідь:
Враховуючи це,
java додати до масивуГравітаційна потенційна енергія = U
відстань r = 2r
Ми знаємо, що гравітаційна потенційна енергія на відстані r дорівнює
U = GMm/r
Формула сили тяжіння F = GMm/r2
F = GMm/(2r)2
= GMm/4r2
= GMm/(4r)r
= U/4r
Отже, сила тяжіння на відстані 2r дорівнює У/4р .