ההבדל בין פוטנציאל כוח המשיכה לבין אנרגיה פוטנציאלית אלסטית

כוח גרביטציוני פוטנציאלי לעומת אנרגיה פוטנציאלית אלסטית

אנרגיה פוטנציאלית גרביטציונית ואנרגיה פוטנציאלית אלסטית הם שני כמויות חשובות הנדונות מֵכָנִיקָה. מאמר זה ינסה להשוות ולהגדיר את ההגדרות שלהם, את הדמיון ואת ההבדלים.

מהו כוח פוטנציאלי gravitational?

-> ->

כדי להבין את הפוטנציאל כוח הכבידה, ידע רקע בתחום הכבידה נדרש. כוח הכבידה הוא הכוח המתרחש בשל כל מסה. המיסה היא הכרחית והמצב הדרוש לכוח הכבידה. יש שדה כבידה המוגדר סביב כל מסה. קח המונים m1 ו m2 להציב במרחק r אחד מהשני. כוח הכבידה בין שני ההמונים האלה הוא ג '1. m2 / r ² , כאשר G הוא קבוע הכבידה האוניברסלי. מאז המוני שלילי אינם נוכחים, כוח הכבידה הוא תמיד אטרקטיבי. אין כוחות כבדים דוחים. יש לציין כי כוחות כבידה גם הם הדדית. כלומר, כוח m1 מופעל על m2 שווה והופך לכוח m2 הוא מפעיל על m1. פוטנציאל הכבידה בנקודה מסוימת מוגדר ככמות העבודה שנעשתה על מסה יחידה כאשר מביאים אותו מאינסוף לנקודה הנתונה. מאחר ופוטנציאל הכבידה באינסוף הוא אפס וכמות העבודה צריכה להיעשות היא שלילית, פוטנציאל הכבידה הוא תמיד שלילי. האנרגיה הפוטנציאלית הכבידתית של אובייקט מוגדרת כעבודה שנעשית על האובייקט כאשר האובייקט נלקח מאינסוף לנקודה האמורה. זה גם שווה לתוצר של פוטנציאל כבידה ואת המסה של האובייקט. מאז המסה של האובייקט הוא תמיד חיובי פוטנציאל הכבידה של כל נקודה היא שלילית, האנרגיה הפוטנציאלית gravitational של כל אובייקט הוא גם שלילי.

-> ->

מהו אנרגיה פוטנציאלית אלסטית?

גמישות היא תכונה שימושית מאוד של החומר. זה היכולת של חומרים לחזור הצורה המקורית שלהם לאחר הכוחות החיצוניים מוסרים. הוא ציין כי הכוח הדרוש כדי לשמור על מוט אלסטי נמתח הוא פרופורציונלי אורך מתוח של מוט. קבוע המידתיות ידוע בשם קבוע האביב והוא מסומן באמצעות k. זה נותן לנו את המשוואה F = -kx. סימן החיסור מציין את הכיוון ההפוך של x לכוח. האנרגיה הפוטנציאלית הגמישה היא כמות העבודה הנדרשת כדי למתוח את האובייקט האלסטי באורך נתון x. מכיוון שהכוח הפעיל את F (x) = kx, העבודה שנעשתה שווה לאינטגרציה של F (x) מאפס ל- x, ביחס ל- dx, שווה ל- kx ² / 2. לכן, האנרגיה הפוטנציאלית היא kx ² / 2.יש לציין כי האנרגיה הפוטנציאלית של כל אובייקט מחובר לסוף מוט אינו תלוי המסה של האובייקט אלא רק על הקפיץ האביב, ואת אורך מתוח.

-> ->

מה ההבדל בין כוח פוטנציאלי כבידה וגמישה? האנרגיה הגרביטציונית הפוטנציאלית היא תמיד שלילית בעוד האנרגיה הפוטנציאלית הגמישה תמיד חיובית. אנרגיה פוטנציאלית כבידה תלויה במסה של האובייקט, אך אנרגיה פוטנציאלית אלסטית אינה תלויה במסה.