Potensiell energi er definert som energien som er lagret i en kropp på grunn av dens fysiske egenskaper som massen til objektet eller posisjonen til objektet. Det er kraften som en kropp potensielt kan utvikle når den settes i bevegelse. Det finnes forskjellige former for potensiell energi, for eksempel elastisk potensiell energi, gravitasjonspotensialenergi, elektrisk (elektromagnetisk) potensiell energi og kjernefysisk potensiell energi. Den potensielle energien til et objekt er direkte proporsjonal med massen, høyden eller vertikale posisjonen til objektet.
Hva er gravitasjonspotensialet?
Gravitasjonspotensialet på ethvert punkt er definert som arbeidet som gjøres med å flytte en enhetsmasse fra uendelig til det punktet mot gravitasjonsfeltet. Den bestemmer bevegelsesretningen til et legeme i gravitasjonsfeltet til et annet legeme. Gravitasjonspotensialet er lik den potensielle energien til enhetsmassen som holdes på det punktet.
Formel for gravitasjonspotensial:
Gravitasjonspotensialet er,
V = – GM/r
hvor,
- G = Gravitasjonskonstant = 6,67×10-elleveNm2/kg2
- M= massen til det større legemet som det er et gravitasjonsfelt rundt.
- r = avstand mellom legemer.
Hva er gravitasjonspotensialenergi?
Gravitasjonspotensialenergi er definert som energien som er lagret i et objekt som holdes i vertikal posisjon på grunn av tyngdekraften som arbeider på det for å trekke det ned. Mengden gravitasjonspotensiale avhenger av massen og høyden til et objekt.
Formel for gravitasjonspotensialenergi:
kutte javaFormelen for gravitasjonspotensialenergi er,
U = mgh
hvor,
- m = massen til objektet (kg)
- g = akselerasjon på grunn av gravitasjon = 9,8 m/s2
- h = høyde (m)
Forskjellen mellom gravitasjonspotensial og gravitasjonspotensialenergi:
| Gravitasjonspotensial | Gravitasjonspotensialenergi |
| Gravitasjonspotensialet på ethvert punkt er definert som arbeidet som gjøres med å flytte en enhetsmasse fra uendelig til det punktet mot gravitasjonsfeltet. Den bestemmer bevegelsesretningen til et legeme i gravitasjonsfeltet til et annet legeme. Gravitasjonspotensialet er lik den potensielle energien til enhetsmassen som holdes på det punktet. | Gravitasjonspotensialenergi er definert som energien som er lagret i en gjenstand som holdes i vertikal posisjon på grunn av tyngdekraften som arbeider på den for å trekke den ned. Mengden gravitasjonspotensiale avhenger av massen og høyden til et objekt. |
| Formelen for gravitasjonspotensial er, V = -GM/r. | Formelen for gravitasjonspotensialenergi er U = mgh. |
| Enheten for gravitasjonspotensialet er Joule/kg. | Enheten for gravitasjonspotensialenergi er Joule. |
| Det er representert av V. | Det er representert av U. |
| Det er alltid negativt. | Det er alltid positivt. |
| Det er maksimalt i det uendelige. | Det er null i det uendelige. |
| Det er minimum i midten av jorden. | Det er minimum på overflaten av objektet. |
| Dimensjonsformelen for gravitasjonspotensialet er [M0L2T-2]. | Dimensjonsformelen for gravitasjonspotensialenergi er [M1L2T-2] |
Eksempel på spørsmål
Spørsmål 1: Hva er gravitasjonspotensialet til solen i forhold til jorden. Solens masse er 1,99×10 30 kg. Avstanden mellom solen og jorden er 150×10 6 km?
Svar:
Gitt at,
Masse av sol M = 1,99×1030kg.
Avstand r = 150×106km.
Gravitasjonspotensial V = – GM/r
linux-kommando for zipV = (-6,67×10-elleve× 1,99 × 1030)/ (150×106)
= 8,85×108J/kg.
Derfor er gravitasjonspotensialet til solen med hensyn til jorden 8,85×10 8 J/kg .
Spørsmål 2: Hva er gravitasjonspotensialet til et objekt med masse 2×10 24 kg i forhold til et annet objekt. Det er i en avstand på 1400 km.
Svar:
Gitt at,
Masse av objekt M = 2×1024kg.
Avstand r = 1400 km.
Gravitasjonspotensial V = – GM/r
(-6,67×10-elleve× 2 × 1024) / (1400×1000)
V = 9,52×107J/kg.
Derfor er gravitasjonspotensialet som kreves 9,52×10 7 J/kg .
ekta kapoor skuespiller
Spørsmål 3: Hvor er gravitasjonspotensialet minimum. Hva er minimumsverdien?
Svar:
Gravitasjonspotensialet er minimum ved jordens senter, r> 0 ved senteret av jorden, friksjonen ovenfor går udefinert. Minimumsverdien av gravitasjonspotensialet er ikke definert.
Spørsmål 4: Hva er gravitasjonspotensialet til en kropp i en avstand på 3r fra jordens sentrum.
Svar:
Gitt at,
Avstand r = 3r
Vi vet at gravitasjonspotensialenergi ved avstand r er
U = -GMm/r
Gravitasjonspotensialenergi ved avstand 3r er
= – GMm/3r
= U/3
Derfor er gravitasjonspotensialenergi på avstand 3r I/3.
Spørsmål 5: Gravitasjonspotensialet til et legeme i en avstand på 2r fra jorden er U. Finn gravitasjonskraften på det punktet.
Svar:
Gitt at,
Gravitasjonspotensialenergi = U
avstand r = 2r
java-strengen er tomVi vet at gravitasjonspotensialenergi ved avstand r er
U = GMm/r
Formel for gravitasjonskraft F = GMm/r2
F = GMm/(2r)2
= GMm/4r2
= GMm/(4r)r
= U/4r
Derfor er gravitasjonskraften ved avstand 2r U/4r .