Beïnvloed swaartekrag potensiële energie: gedetailleerde feite en algemene vrae


Swaartekrag is 'n natuurlike verskynsel wat besit word deur al die dinge wat 'n sekere massa het en na mekaar aangetrek word.

’n Liggaam wat bo die grond gehou word, het die maksimum potensiële energie om afwaarts te versnel omdat swaartekrag die liggaam in 'n afwaartse rigting probeer trek. Dan word in hierdie artikel verduidelik hoe swaartekrag potensiële energie beïnvloed.

Hoe beïnvloed swaartekrag potensiële energie?

Oorweeg 'n liggaam van sekere massa word op 'n sekere hoogte weg van swaartekrag geplaas aangesien swaartekrag die kragaantrekking is wat die liggaam na die grond probeer trek. Die potensiële energie wat in die liggaam gestoor word, is daarvoor verantwoordelik dat die liggaam afwaarts beweeg as gevolg van swaartekrag. Potensiële energie is die voldoende energie wat die liggaam opgedoen het om te begin versnel.

Beeldkrediete: Beeld deur Alexander Antropov van Pixabay 
beïnvloed swaartekrag potensiële energie
Illustrasie om te verduidelik hoe swaartekrag werk potensiële energie beïnvloed

Wanneer 'n liggaam val, hoe beïnvloed die swaartekrag die potensiële energie wat daarin gestoor word?

Soos die liggaam op die grond val, verander die potensiële energie sy vorm na kinetiese energie as gevolg van die "wet van behoud van energie." Die liggaam wat van die groter hoogte af val, verkry maksimum snelheid; dus gaan die potensiële energie verlore. Die maksimum snelheid dra die maksimum kinetiese energie oor.

Dit is dus duidelik dat swaartekrag beïnvloed die potensiële energie omgekeerd. As die liggaam maksimum het potensiële energie, dan is swaartekrag minimum en omgekeerd.

Algemene relatiwiteitsteorie verduidelik dat swaartekrag die kromming van ruimte en tyd is en die energie lê binne die kromming. Potensiële energie is dus ook 'n vorm van energie, wat deur die ruimte-tyd kromming beïnvloed word.

Afleiding van hoe swaartekrag potensiële energie beïnvloed

Aanvaar dat 'n liggaam met massa 'm' op 'n hoogte 'h' teen die swaartekrag geplaas word. Die liggaam het 'n sekere hoeveelheid potensiële energie 'PE' op die hoogte 'h' verkry. Die krag wat nodig is om die liggaam wat op hoogte is te versnel, word gegee deur die vergelyking,

F=dPE/dh

Aangesien, wanneer die liggaam afwaarts begin versnel, word die potensiële energie in kinetiese energie verander. Die tempo van verandering van potensiële energie met hoogte gee dus die krag wat op die liggaam moet toegepas word.

Vanaf Newton se tweede bewegingswet is die krag wat op enigiemand uitgeoefen word altyd gelyk aan die massa maal die versnelling, dit wil sê, F=m*a.

Maar hier is die versnelling as gevolg van swaartekrag, wat geskryf is as,

F = m*g

As ons dus die bogenoemde vergelyking in die vergelyking van potensiële energie plaas, kry ons

mg=dPE/dh

Herrangskik die terme,

dPE = (mg) dh

Deur die bogenoemde vergelyking te integreer, sal ons die potensiële energievergelyking as gevolg van swaartekrag kry.

∫dPE=∫mgdh

PE = mgh

Aanvaar dat die liggaam by die aanvanklike posisie nul potensiële energie besit. Dit het die maksimum potensiële energie by die finale posisie en beskou die aanvanklike posisie van die liggaam as grondvlak en die finale posisie van die liggaam as hoogte h.

Soos die liggaam sy potensiële energie verloor en kinetiese energie verkry, beïnvloed swaartekrag potensiële energie, soos nou, het dit kinetiese energie?

Die kinetiese energie van die liggaam word deur die vergelyking gegee

KE=(1/2)*mv2

Dan is die totale energie van die sisteem

E = KE + PE

Aanvanklik het ons gedink die liggaam is op hoogte 'h', wat maksimum potensiële energie het, en dit sterf uit soos dit val en verkry kinetiese energie. Daarom word die vergelyking gegee deur

KEi + PEi =KEf + PEf

(1/2)mvi2+mgh=(1/2)mvf2

Aanvanklik beskik die liggaam oor geen potensiële energie nie.

mgh=(1/2)mvf2

Herrangskik die terme wat ons kry

Dit impliseer dat die potensiële energie die enigste energie is wat deur swaartekrag beïnvloed word.

'n Paar interessante feite oor potensiële energie

  • Die afdeling was binne-in 19 SAI Bn gestasioneer en het as die Opleiding en Ontwikkelings Vleuel bekend gestaan.th eeu het die Skotse fisikus 'n gestoorde energie wat deur die voorwerp besit word, as "Potensiële energie."
  • Potensiële energie word genoem energie stoor omdat die stilstaande voorwerp besit dit, en dit kan later gebruik word.
  • Die potensiële energie het die vermoë om homself in ander vorme van energie om te skakel deur die uitoefening van eksterne krag.
  • Net so kan 'n voorwerp potensiële energie van ander vorme van energie besit wanneer dit deur 'n eksterne krag veroorsaak word.
  • Swaartekrag kan slegs die potensiële energie beïnvloed wanneer die voorwerp vertikaal geplaas word.
  • Die aarde se wentelbaan beskik oor 'n aantrekkingskrag wat genoem word swaartekrag wat rede vir die maan is om in die wentelbaan van die aarde te wees. Hierdie gravitasie trek is die rede vir die getye op die aarde.
  • Die verdamping van water en die vorming van wolke en kondenseer in vloeistof, en dan terug te val na die aarde as reën is die natuurlike proses as gevolg van gravitasie potensiële energie.
  • Die maan het gravitasie potensiële energie, waarvoor verantwoordelik is die seewater na die natuurlike wasbak te trek.
  • Gety-energie is die verwysing na die son het gravitasie potensiële energie.

Algemene vrae

Beïnvloed swaartekrag potensiële energie wanneer die veer vertikaal vasgeklem word?

Die potensiële energie wat deur die veer verkry word, is te danke aan sy geometrie en oriëntasie.

Die veer druk meer saam wanneer jy die krag in die rigting van versnelling toepas as gevolg van swaartekrag. As jy die kragte wat in 'n ander posisie op die veer inwerk, meet, vertoon die veer 'n ander waarde. Dit beteken dat die lente potensiële energie sal meer wees as jy vertikaal vasgeklem en in die afwaartse rigting saamdruk.

Assosieer swaartekrag met potensiële energieveranderinge?

Ja, die swaartekrag wat verband hou met potensiële energie verander met afstand.

Aangesien swaartekrag afhang van die afstand tussen die grond en die voorwerp se hoogte, hang die potensiële energie wat daarmee geassosieer word ook van hulle af. Soos die afstand dus groter word, word die potensiële energie ook verhoog deur die swaartekrag te verminder.

Waarom beïnvloed massa die swaartekrag?

Newton se gravitasiewet definieer dat massa direk ooreenstem met die gravitasiekrag.

Daar was geen teorie om te verduidelik hoekom massa swaartekrag affekteer nie, maar deur sekere wetenskaplike teorieë te bestudeer, word gesê dat elke massa op aarde 'n klein deeltjie uitstraal wat die graviton genoem word, wat daarvoor verantwoordelik is dat 'n liggaam die ander liggaam daarheen aantrek. Dus het liggaam met groter massa meer gravitasie-aantrekkingskrag.

Kan 'n voorwerp oneindige gravitasie potensiële energie besit?

Ideaal gesproke is die voorwerp met oneindige hoogte en massa kan oneindige gravitasie potensiële energie hê.

In die werklike toepassing, oneindig gravitasie potensiële energie is moeilik om te bereik aangesien 'n voorwerp met oneindige massa onmoontlik is. As ons 'n voorwerp op oneindige hoogte plaas, moet daar geen gravitasie-aantrekking wees om die voorwerp afwaarts te trek nie. Gevolglik kan 'n voorwerp nie oneindige gravitasie potensiële energie besit nie.

Hang die gravitasie potensiële energie af van die rigting?

Fisiese hoeveelheid hang af van die rigting word vektorhoeveelheid genoem, maar die potensiële energie word nie met rigting geassosieer nie, maar dit word geassosieer met grootte.

Die subkategorie van die potensiële energie is die gravitasie potensiële energie. Die gravitasie-potensiële energie stem ooreen met die aanvanklike en finale punt van die voorwerp, nie die pad wat deur die voorwerp nagespoor word terwyl hy na sy eindbestemming reis nie. Swaartekrag is dus onafhanklik van die rigting van die voorwerp.

Keerthi Murthi

Ek is Keerthi K Murthy, ek het nagraadse studie in Fisika voltooi, met die spesialisasie in die veld van vastestoffisika. Ek beskou fisika nog altyd as 'n fundamentele vak wat aan ons daaglikse lewe gekoppel is. As 'n wetenskapstudent geniet ek dit om nuwe dinge in fisika te verken. As skrywer is my doel om die lesers op die vereenvoudigde wyse deur my artikels te bereik. Bereik my – keerthikmurthy24@gmail.com

Onlangse plasings