Unterschied zwischen Gravitationspotentialenergie und elastischer Potentialenergie

diskutiert werden. Gravitationspotentiale Energie und elastische potentielle Energie

Mechanik. Dieser Artikel versucht zu vergleichen und kontrastieren, was sind ihre Definitionen, ihre Ähnlichkeiten und Unterschiede.

Was ist Gravitationspotential?

Um die Gravitationspotentialenergie zu verstehen, ist Hintergrundwissen in Gravitationsfeldern erforderlich. Schwerkraft ist die Kraft, die aufgrund einer Masse auftritt. Masse ist die notwendige und ausreichende Bedingung für die Schwerkraft. Um jede Masse ist ein Gravitationsfeld definiert. Nimm die Massen m1 und m2, die in einem Abstand r voneinander angeordnet sind. Die Gravitationskraft zwischen diesen beiden Massen ist G. m1. m2 / r ² , wobei G die universelle Gravitationskonstante ist. Da negative Massen nicht vorhanden sind, ist die Gravitationskraft immer attraktiv. Es gibt keine abstoßenden Gravitationskräfte. Es muss angemerkt werden, dass Gravitationskräfte auch gegenseitig sind. Das bedeutet, dass die Kraft m1 auf m2 gleich ist und der Kraft m2, die auf m1 wirkt, entgegengesetzt ist. Das Gravitationspotential an einem Punkt ist definiert als die Menge an Arbeit, die an einer Einheitsmasse geleistet wird, wenn sie von der Unendlichkeit zum gegebenen Punkt gebracht wird. Da das Gravitationspotential im Unendlichen Null ist und der Arbeitsaufwand negativ ist, ist das Gravitationspotential immer negativ. Die potentielle Gravitationsenergie eines Objekts ist definiert als die Arbeit, die an dem Objekt ausgeführt wird, wenn das Objekt von der Unendlichkeit zu dem Punkt genommen wird. Dies ist auch gleich dem Produkt des Gravitationspotentials und der Masse des Objekts. Da die Masse des Objekts immer positiv ist und das Gravitationspotential eines Punktes negativ ist, ist auch die Gravitationspotentialenergie eines Objekts negativ.

Was ist Elastic Potential Energy?

Elastizität ist eine sehr nützliche Eigenschaft der Materie. Es ist die Fähigkeit der Materialien, zu ihrer ursprünglichen Form zurückzukehren, nachdem die äußeren Kräfte entfernt wurden. Es wird beobachtet, dass die Kraft, die erforderlich ist, um einen gestreckten elastischen Stab zu halten, proportional zu der gestreckten Länge des Stabes ist. Die Proportionalitätskonstante ist als Federkonstante bekannt und wird mit k bezeichnet. Das ergibt die Gleichung F = -kx. Das Minuszeichen steht für die umgekehrte Richtung von x zur Kraft. Die elastische potentielle Energie ist die Menge an Arbeit, die erforderlich ist, um das elastische Objekt um eine gegebene Länge x zu strecken. Da die ausgeübte Kraft F (x) = kx ist, ist die geleistete Arbeit gleich der Integration von F (x) von null nach x in Bezug auf dx, was gleich kx ² / 2 ist. Die potentielle Energie ist daher kx ² / 2.Es muss angemerkt werden, dass die potentielle Energie eines Objekts, das an dem Ende der Stange befestigt ist, nicht von der Masse des Objekts, sondern nur von der Federkonstante und der gestreckten Länge abhängt.

Was ist der Unterschied zwischen gravitativer und elastischer potentieller Energie? • Gravitationspotential ist immer negativ, während die elastische Potentialenergie immer positiv ist. • Gravitationspotential hängt von der Masse des Objekts ab, aber die elastische potentielle Energie hängt nicht von der Masse ab.