Gravitaatiopotentiaalienergia vs potentiaalinen energia
Gravitaatiopotentiaalienergia ja potentiaalienergia ovat kaksi tärkeää käsitettä fyysisten kappaleiden mekaniikassa ja statiikassa. Tässä artikkelissa selitetään ensin lyhyesti nämä kaksi käsitettä ja verrataan sitten niiden välisiä yhtäläisyyksiä ja eroja.
Mikä on gravitaatiopotentiaalienergia?
Gravitaatiopotentiaalienergian ymmärtämiseksi tarvitaan taustatietoa gravitaatiokentistä. Painovoima on voima, joka syntyy minkä tahansa massan vaikutuksesta. Massa on painovoiman välttämätön ja riittävä ehto. Minkä tahansa massan ympärille on määritelty gravitaatiokenttä. Otetaan massat m1 ja m2, jotka on sijoitettu etäisyydelle r toisistaan. Näiden kahden massan välinen gravitaatiovoima on G.m1m2 / r2, missä G on universaali gravitaatiovakio. Koska negatiivisia massoja ei ole, painovoima on aina houkutteleva. Ei ole olemassa hylkiviä gravitaatiovoimia. On huomattava, että gravitaatiovoimat ovat myös molemminpuolisia. Tämä tarkoittaa, että voima m1, joka kohdistaa m2 on yhtä suuri ja vastakkainen voiman m2 kanssa on kohdistaminen m1 Painovoimapotentiaali pisteessä määritellään työn määräksi, joka tehdään yksikkömassalle, kun se tuodaan äärettömyydestä annettuun pisteeseen. Koska gravitaatiopotentiaali äärettömyydessä on nolla ja tehtävän työn määrä on negatiivinen, gravitaatiopotentiaali on aina negatiivinen. Esineen gravitaatiopotentiaalienergia määritellään työksi, joka tehdään esineeseen, kun kohde viedään äärettömyydestä mainittuun pisteeseen. Tämä on myös yhtä suuri kuin gravitaatiopotentiaalin ja esineen massan tulo. Koska kohteen massa on aina positiivinen ja minkä tahansa pisteen gravitaatiopotentiaali on negatiivinen, minkä tahansa kohteen gravitaatiopotentiaalienergia on myös negatiivinen.
Mikä on potentiaalinen energia?
Esineen potentiaalienergia on kohteen energiaa, joka johtuu kohteen sijoituksesta. Potentiaalienergialla voi olla monia muotoja. Gravitaatiopotentiaalienergia on esineen potentiaalienergia, jonka massa saa kohteen sijainnin vuoksi. Sähköinen potentiaalienergia, joka tunnetaan myös sähköstaattisena potentiaalienergiana, on esineen energiaa, jolla on varaus, jonka se kokee sijoituksesta johtuen. Magneettinen potentiaalienergia, joka tunnetaan myös sähködynaamisena potentiaalienergiana, on energiaa, jonka kokee esine, jolla on magneettikenttä sijoituksen vuoksi. Gravitaatiopotentiaalienergia voi olla vain negatiivista. On olemassa muita potentiaalienergian muotoja, kuten ydinpotentiaalienergia, kemiallinen potentiaalienergia ja elastinen potentiaalienergia. Potentiaalienergiaa voi esiintyä kosketusvoimien vuoksi. Tämän tyyppinen potentiaalienergia koetaan elastisessa potentiaalienergiassa. Suurin osa muista potentiaalisista energioista johtuu kentistä.
Mitä eroa on potentiaalienergialla ja gravitaatiopotentiaalienergialla?
• Gravitaatiopotentiaalienergia riippuu vain pisteen gravitaatiopotentiaalista ja kohteen massasta.
• Potentiaalienergia voi riippua monista muista tekijöistä, kuten varauksesta, virrasta, sähköpotentiaalista ja monista muista.
• Gravitaatiopotentiaali voi saada vain negatiivisia arvoja, mutta potentiaalienergia voi yleensä saada minkä tahansa arvon.
