Forskel mellem gravitationspotentialenergi og elastisk potentiel energi

Tyngdekraft Potential Energy vs Elastic Potential Energy

Gravitationspotentialenergi og elastisk potentiel energi er to vigtige mængder, der diskuteres i mekanik. Denne artikel vil forsøge at sammenligne og kontrastere hvad der er deres definitioner, deres ligheder og forskelle.

Hvad er gravitationspotentialenergi?

For at forstå gravitationspotentialenergien kræves baggrundsviden inden for gravitationsfelter. Tyngdekraft er den kraft, der opstår på grund af enhver masse. Masse er den nødvendige og den tilstrækkelige betingelse for tyngdekraften. Der er et tyngdefelt defineret omkring enhver masse. Tag masser m1 og m2 placeret i en afstand r fra hinanden. Tyngdekraften mellem disse to masser er G.m1.m2 / r², hvor G er den universelle gravitationskonstant. Da negative masser ikke er til stede, er tyngdekraften altid attraktiv. Der er ingen frastødende tyngdekræfter. Det skal bemærkes, at gravitationskræfter også er indbyrdes. Det betyder, at kraften m1 udøver på m2 er ens og modsat den kraften, m2, udøver på m1. Tyngdekraftpotentialet på et punkt defineres som mængden af ​​arbejde, der udføres på en enhedsmasse, når det bringes fra uendelig til det givne punkt. Da tyngdekraftpotentialet ved uendelighed er nul, og mængden af ​​arbejde, der skal udføres, er negativt, er tyngdepotentialet altid negativt. En genstands tyngdepotentialenergi defineres som det arbejde, der udføres på objektet, når objektet tages fra uendelig til nævnte punkt. Dette er lig med produktet af tyngdekraftpotentialet og objektets masse. Da massen af ​​objektet altid er positivt og gravitationspotentialet for ethvert punkt er negativt, er gravitationspotentialenergien for ethvert objekt også negativ.

Hvad er elastisk potentiel energi?

Elasticitet er en meget nyttig egenskab ved materien. Det er materialernes evne til at vende tilbage til deres oprindelige form, efter at de ydre kræfter er fjernet. Det bemærkes, at den krævede kraft for at holde en elastisk stang strækket er proportional med den strækte længde af stangen. Proportionalitetskonstanten kaldes fjederkonstanten og betegnes ved hjælp af k. Dette giver os ligningen F = -kx. Minustegnet står for den modsatte retning af x til styrken. Den elastiske potentielle energi er den mængde arbejde, der kræves for at strække det elastiske objekt med en given længde x. Da kraften anvendt F (x) = kx, er det udførte arbejde lig med integrationen af ​​F (x) fra nul til x med hensyn til dx, der er lig med kx²/ 2. Derfor er den potentielle energi kx²/ 2. Det skal bemærkes, at den potentielle energi for ethvert objekt fastgjort til enden af ​​stangen ikke afhænger af objektets masse, men kun af fjederkonstanten og den strækkede længde.