Verskil tussen gravitasie-potensiële energie en elastiese potensiële energie

2024 Outeur: Alex Aldridge | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 13:31

Gravitasiepotensiële Energie vs Elastiese Potensiële Energie

Gravitasie potensiële energie en elastiese potensiële energie is twee belangrike groothede wat in meganika bespreek word. Hierdie artikel sal probeer om hul definisies, hul ooreenkomste en verskille te vergelyk en te kontrasteer.

Wat is gravitasiepotensiële energie?

Om die gravitasie potensiële energie te verstaan, word agtergrondkennis in gravitasievelde vereis. Swaartekrag is die krag wat plaasvind as gevolg van enige massa. Massa is die nodige en die voldoende voorwaarde vir swaartekrag. Daar is 'n gravitasieveld om enige massa gedefinieer. Neem massas m1 en m2 wat op 'n afstand r van mekaar geplaas is. Die gravitasiekrag tussen hierdie twee massas is G.m1.m2/r^{2, waar G die universele gravitasiekonstante is. Aangesien negatiewe massas nie teenwoordig is nie, is die gravitasiekrag altyd aantreklik. Daar is geen afstotende gravitasiekragte nie. Daar moet kennis geneem word dat gravitasiekragte ook wedersyds is. Dit beteken dat die krag m1 wat op m2 uitgeoefen word gelyk is en teenoorgesteld aan die krag wat m2 op m1 uitoefen. Die gravitasiepotensiaal by 'n punt word gedefinieer as die hoeveelheid werk verrig op 'n eenheidsmassa wanneer dit van oneindig na die gegewe punt gebring word. Aangesien die gravitasiepotensiaal by oneindig nul is en die hoeveelheid werk wat gedoen moet word negatief is, is die gravitasiepotensiaal altyd negatief. Die gravitasie potensiële energie van 'n voorwerp word gedefinieer as die werk wat op die voorwerp verrig word wanneer die voorwerp van oneindig na die genoemde punt geneem word. Dit is ook gelyk aan die produk van gravitasiepotensiaal en die massa van die voorwerp. Aangesien die massa van die voorwerp altyd positief is en gravitasiepotensiaal van enige punt negatief is, is die gravitasie potensiële energie van enige voorwerp ook negatief.}

Wat is Elastiese Potensiële Energie?

Elastisiteit is 'n baie nuttige eienskap van materie. Dit is die vermoë van die materiale om terug te keer na hul oorspronklike vorm nadat die eksterne kragte verwyder is. Daar word opgemerk dat die krag wat benodig word om 'n elastiese staaf gestrek te hou, eweredig is aan die gestrekte lengte van die staaf. Die proporsionaliteitskonstante staan bekend as die veerkonstante en word met k aangedui. Dit gee vir ons die vergelyking F=-kx. Die minusteken staan vir die omgekeerde rigting van x na die krag. Die elastiese potensiële energie is die hoeveelheid werk wat benodig word om die elastiese voorwerp met 'n gegewe lengte x te rek. Aangesien die krag toegepas F(x)=kx, is die werk wat verrig is gelyk aan die integrasie van F(x) van nul tot x, met betrekking tot dx, wat gelyk is aan kx² /2. Daarom is die potensiële energie kx^{2/2. Daar moet kennis geneem word dat die potensiële energie van enige voorwerp wat aan die punt van die staaf vasgemaak is nie afhang van die massa van die voorwerp nie maar slegs van die veerkonstante en die gestrekte lengte.}

Wat is die verskil tussen gravitasie- en elastiese potensiële energie?

• Gravitasie potensiële energie is altyd negatief terwyl die elastiese potensiële energie altyd positief is.

• Gravitasie potensiële energie hang af van die massa van die voorwerp, maar elastiese potensiële energie is nie afhanklik van die massa nie.