Гравітаційна енергія - потенційна, пов'язана з гравітацією, необхідної для виконання роботи зі звільнення об'єктів.
завдання навчання
- Створити формулу для вираження гравітаційної потенційної енергії біля поверхні.
Основні пункти
- Гравітаційна потенційна енергія біля поверхні може передаватися як PE = mgh (g - гравітаційне прискорення, що досягає 9.8 м / с 2). Біля земної поверхні g можна вважати постійною.
- Однак при серйозних змінах в дистанції доведеться використовувати загальну формулу:
- Якщо ми згодні, що константа інтегрування прирівнюється до нуля, тоді це стосується і потенціалу на нескінченність.
- Консервативна сила - за властивостями нагадує роботу, здійснювану в момент зсуву частки. Чи не залежить від дистанції.
Гравітаційна енергія - потенційна, пов'язана з гравітаційної силою, необхідної для виконання роботи. Вона обумовлюється гравітаційної потенційної енергією, як в прикладі з греблею Гувера, де воді вдається утримуватися на піднесеному резервуарі. Якщо тіло падає всередині гравітаційного поля, то сила тяжіння виконає позитивну роботу, а гравітаційна енергія зменшиться на ту ж величину.
Гребля Гувера застосовує накопичену гравітаційну потенційну енергію, щоб створити електроенергію
Потенційна біля Землі
Гравітаційну потенційну енергію біля Землі можна передати щодо висоти поверхні: PE = mgh (g - гравітаційне прискорення, що досягає 9.8 м / с 2). Біля земної поверхні g можна вважати постійною.
Загальна формула
Однак дистанція може бути істотною, тому g не здатна залишатися постійною. Тоді доводиться застосовувати інші математичні формули, щоб висловити гравітаційну потенційну енергію. Для цього можна інтегрувати гравітацію, чия величина задається законом тяжіння Ньютона. В результаті отримуємо:
де К - постійна інтегрування. Розрахунки спрощуються, якщо K = 0, а U - негативне. Тоді потенціал на нескінченності прирівнюється до нуля.