Különbség a gravitációs potenciális energia és az elasztikus potenciál energia között

Gravitációs potenciális energia vs elasztikus potenciális energia

A gravitációs potenciál energia és a rugalmas potenciál energia két fontos mennyiség, amelyet a mechanikában tárgyalnak. Ez a cikk megpróbálja összehasonlítani és összehasonlítani a definíciókat, hasonlóságokat és különbségeket.

Mi a gravitációs potenciális energia??

A gravitációs potenciális energia megértéséhez háttérinformációra van szükség a gravitációs mezőkben. A gravitáció az az erő, amely bármilyen tömeg miatt fellép. A tömeg a gravitáció szükséges és megfelelő feltétele. Bármely tömeg körül van egy gravitációs mező. Vegyük az m1 és m2 tömegeket egymástól r távolságra. A két tömeg közötti gravitációs erő G.m1.m2 / r², ahol G az univerzális gravitációs állandó. Mivel nincs negatív tömeg, a gravitációs erő mindig vonzó. Nincsenek visszataszító gravitációs erők. Meg kell jegyezni, hogy a gravitációs erők is kölcsönös kölcsönhatások. Ez azt jelenti, hogy az m1 erő, amelyet az m2-nek gyakorol, egyenlő, és ellentétes az m2 erővel, amelyet az m1-re gyakorol. A ponton egy gravitációs potenciált úgy definiálják, mint egy egységtömegnél elvégzett munka mennyisége, amikor azt végtelenségből az adott pontra viszik. Mivel a végtelennél a gravitációs potenciál nulla, és az elvégzendő munka mennyisége negatív, a gravitációs potenciál mindig negatív. Egy objektum gravitációs potenciális energiáját úgy határozzuk meg, hogy az objektumon elvégzett munka akkor történik, amikor az objektumot végtelenről az említett pontra viszik. Ez megegyezik a gravitációs potenciál és a tárgy tömegének szorzatával. Mivel a tárgy tömege mindig pozitív, és bármely pont gravitációs potenciálja negatív, bármely tárgy gravitációs potenciál energiája is negatív.

Mi az elasztikus potenciális energia??

A rugalmasság az anyag nagyon hasznos tulajdonsága. Az anyagok képessége visszatérni eredeti alakjukba a külső erők eltávolítása után. Megfigyeltük, hogy az elasztikus rudak meghosszabbításához szükséges erő arányos a rudak megnyújtott hosszával. Az arányosságállandót rugóállandónak nevezzük, és k-vel jelöljük. Ez megadja az F = -kx egyenletet. A mínuszjel az x ellenkező irányának az erő felé mutat. A rugalmas potenciálenergia az a munkamennyiség, amely ahhoz szükséges, hogy az elasztikus tárgyat egy adott x hosszúsággal meghosszabbítsa. Mivel az alkalmazott erő F (x) = kx, az elvégzett munka megegyezik az F (x) integrációjával nulláról x-re, dx-hez viszonyítva, azaz kx-vel²/ 2. Ezért a potenciális energia kx²/ 2. Meg kell jegyezni, hogy a rúd végéhez kapcsolt bármely tárgy potenciális energiája nem a tárgy tömegétől függ, hanem csak a rugóállandótól és a nyújtott hosztól.